【導(dǎo)讀】只要存在電子訊號,附近的電子產(chǎn)品使用就可能存在電磁干擾問題。隨著科技的日益進(jìn)步,電子產(chǎn)品的普及化,周遭所存在的電磁噪聲亦愈來愈多,電磁干擾的問題愈來愈復(fù)雜。因此,電子產(chǎn)品在電路板及系統(tǒng)設(shè)計時,就應(yīng)考慮電磁干擾的問題。
電磁干擾是一個常見于日常生活中的問題,例如:電視噪聲、收音機雜音、以及飛機起降時容易受到電子產(chǎn)品所發(fā)出電磁波訊號影響、而導(dǎo)致電子儀表不正常的情形……等。隨著電子產(chǎn)品積集度愈來愈高、所包含的功能愈來愈多、且售價愈來愈低,電子產(chǎn)品所遇到電磁干擾的問題自然也就愈加嚴(yán)重。電子產(chǎn)品為了能做到重量輕、體積超薄、小巧的目標(biāo),以迎合消費者易于攜帶的需求,于是在電路板的設(shè)計上,便以高積集度為設(shè)計導(dǎo)向:采用相同功能、但體積或面積更小的組件,拿掉原本用作電磁干擾防護(hù)的金屬屏蔽、改用更細(xì)的地線或更小區(qū)塊的地面用作接地……等。這些措施不僅能達(dá)到使產(chǎn)品更形輕巧的目的,更能減省許多產(chǎn)品開發(fā)的費用、以及量產(chǎn)以后的成本,卻非常不利于電磁干擾問題的解決。
為了能有效解決電子產(chǎn)品電磁干擾的問題,并能兼顧靜電放電防護(hù)的功用,可以采用具有靜電放電防護(hù)功能的電磁干擾濾波器。圖一所示,即為常見的π型低通濾波器。在Input及Output端點之間的組件,可以是電阻或是電感組件。是要采用電阻還是電感,應(yīng)視產(chǎn)品的實際應(yīng)用所需而定。
由于電磁干擾濾波器多應(yīng)用于電子產(chǎn)品的輸出入端口,π型低通濾波器架構(gòu)中的Input端點及Output端點對GND的電容,一般會采用靜電放電防護(hù)組件,以兼做靜電放電防護(hù)之用。
圖1:常見的π型低通濾波器架構(gòu)。
晶焱科技在靜電放電防護(hù)技術(shù)上,早已累積了很豐富的經(jīng)驗與技術(shù)。其所開發(fā)應(yīng)用于液晶顯示器的電磁干擾濾波器產(chǎn)品基本架構(gòu)如圖二所示。由圖二電路示意圖可知:π型低通濾波器的Input與Output之間是采用電阻組件橋接,Input端點及Output端點對GND的電容則是采用雙向?qū)ǖ乃矔r電壓抑制器。所以,該系列產(chǎn)品除了可以提供良好的低通濾波效果之外,還擁有很好的靜電放電防護(hù)效果。
圖2::用于液晶顯示器的電磁干擾濾波器其中一個信道的電路示意圖。
表一所列,為晶焱科技已推出的應(yīng)用于液晶顯示器的電磁干擾濾波器系列產(chǎn)品。其適用于5V以下的額定電壓電路系統(tǒng),線電容值約為27微微法拉。操作頻率在800百萬赫茲時,其功率損耗可達(dá) -23dB,可以顯著地降低電磁干擾訊號,以維持受保護(hù)電路的操作功能正常。晶焱科技同時推出三種不同通道數(shù)的電磁干擾濾波器產(chǎn)品,以方便其客戶依照不同需求選用合適的產(chǎn)品。
表一:晶焱科技應(yīng)用于液晶顯示器的電磁干擾濾波器
在靜電放電防護(hù)方面,該系列產(chǎn)品中的瞬時電壓抑制器具有極低的箝位電壓、抗靜電防護(hù)效果更可高達(dá)1萬7千伏特以上。
在靜電放電事件的高導(dǎo)通電流下,瞬時電壓抑制器的箝位電壓愈低則愈能適時地被導(dǎo)通,以提供受保護(hù)電路免于遭受靜電放電的侵害而永久受損失效。圖三所示,即為利用傳輸線觸波產(chǎn)生系統(tǒng)所量得的箝位電壓比較圖表。由圖表中可以清楚看到,晶焱科技所開發(fā)應(yīng)用于液晶顯示器的電磁干擾濾波器,在17安培的高靜電放電電流下,具有最低的箝位電壓,可以非常有效地提供受保護(hù)電路一個快速有效的靜電放電旁通路徑。
另外,根據(jù)IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)所制訂的規(guī)格,第四級防護(hù)需提供至少接觸放電模式8千伏特、空氣放電模式15千伏以上的靜電放電防護(hù)能力。該系列產(chǎn)品提供接觸放電模式1萬7千伏特以上的靜電放電防護(hù)能力,明顯超出IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)第四級所規(guī)定的需求數(shù)值許多。
在靜電放電事件的高導(dǎo)通電流下,瞬時電壓抑制器的箝位電壓愈低則愈能適時地被導(dǎo)通,以提供受保護(hù)電路免于遭受靜電放電的侵害而永久受損失效。圖三所示,即為利用傳輸線觸波產(chǎn)生系統(tǒng)所量得的箝位電壓比較圖表。由圖表中可以清楚看到,晶焱科技所開發(fā)應(yīng)用于液晶顯示器的電磁干擾濾波器,在17安培的高靜電放電電流下,具有最低的箝位電壓,可以非常有效地提供受保護(hù)電路一個快速有效的靜電放電旁通路徑。
另外,根據(jù)IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)所制訂的規(guī)格,第四級防護(hù)需提供至少接觸放電模式8千伏特、空氣放電模式15千伏以上的靜電放電防護(hù)能力。該系列產(chǎn)品提供接觸放電模式1萬7千伏特以上的靜電放電防護(hù)能力,明顯超出IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)第四級所規(guī)定的需求數(shù)值許多。
圖3:傳輸線傳輸線觸波產(chǎn)生系統(tǒng)所量得的箝位電壓比較。
現(xiàn)今的可攜式電子產(chǎn)品已普及到幾乎每個人都擁有一、兩種產(chǎn)品的程度。如:手機、數(shù)位相機等。其使用上很受消費者關(guān)注的一點,就是在操作模式下,電池可持續(xù)使用的時數(shù)。晶焱科技所推出應(yīng)用于液晶顯示器的電磁干擾濾波器系列產(chǎn)品,在操作模式下的組件漏電流極低,因此可以有效延長電池持續(xù)使用的時數(shù),非常適合應(yīng)用于可攜式電子產(chǎn)品的液晶顯示器系統(tǒng)設(shè)計。
在另一方面,晶焱科技的此一系列產(chǎn)品采用芯片級封裝的形式。其芯片級封裝的錫球球距為0.4毫米。采用芯片級封裝的好處如下所列:
在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時,可以有效減省電磁干擾濾波器組件所需占用的電路板面積 ,方便其它電路組件的擺置與設(shè)計;
在另一方面,晶焱科技的此一系列產(chǎn)品采用芯片級封裝的形式。其芯片級封裝的錫球球距為0.4毫米。采用芯片級封裝的好處如下所列:
在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時,可以有效減省電磁干擾濾波器組件所需占用的電路板面積 ,方便其它電路組件的擺置與設(shè)計;
沒有塑料封裝形式所存在的顯著寄生效應(yīng),因此,電子產(chǎn)品的主要電路功效不會受到明顯的影響;
沒有塑料封裝的塑料外殼,更利于電磁干擾濾波器組件在操作狀態(tài)時的散熱。