EMC标准更改，工程师如何应对？

今天非常荣幸能够有机会和大家一起交流。今天主要是讲太阳诱电做的这些电容、电感产品，和经验给大家做一个分享。我要讲的是应用于EMC的容感器件选择方面的一些想法。可能大家对太阳诱电还不是很熟悉，我简单介绍一下，其次才是主要的电容、电感以及磁珠，包括共模电感这一块跟大家介绍。

首先我们太阳诱电主要是以电容器、电感、压敏电阻、EMI滤波器、天线、模块。太阳诱电成立于1950年，全球大概有一万七千多名员工，销售额大概在120到130亿人民币一年。这是我们销售的推移图，去年金融危机有点下降。我们在中国国内销售以及技术支持的团队主要是集中在香港、深圳、上海、苏州、北京这些区域，我们在四川这边，主要通过和我们的代理商一起来进行销售以及技术支持这些服务。

给大家介绍一下陶瓷电容器在EMI、IMC滤波基础的知识。首先我们要知道陶瓷电容发展的最新状况以及与其他电容的关系。陶瓷电容由于近几年来陶瓷的厚度越来越薄，一层陶瓷介质的厚度大概是0.5个uM，陶瓷电容最大的容量是100，叠的层数越来越多。从发展趋势来看，我们认为陶瓷电容将会朝着ESR、ESL发展；基板弯了，但是电容还是不能裂开，比如军工里面很恶劣的条件，陶瓷电容会以这个趋势方向发展。陶瓷电容这个东西很简单，大家知道它的特性主要是哪一些来构成，我们设计的时候、选择的时候要考虑它的哪些特性，我们知道容量，容量只是它的一个部分，还有ESR值，还有容量值和频率的关系，还有ESL值，还有温升曲线，你的温度升高的话，你的容值变化怎么样，还有直流电压特性，给一定的直流电压，容值是不断下降的。

我们设计的时候也必须考虑到这一些参数、这一些特性。我们来做一个简单的对比，陶瓷电容由于是内部采用并联结构，ESR值也比较低，钽电容是这样，铝电解是这样。这样的话，我们就可以用一个测试，电源从这边过来，这边用一个滤波的电容。当然这说明什么问题？这是陶瓷的ESR值比较低，滤波效果比较好。当然大家说，是不是说有的铝电解都可以换成陶瓷呢，不能这么说，电源的部分需要很大的容量，你也没有办法换，如果用在滤波来换，就可以用小容量的陶瓷换大容量的铝电解。

一般的情况下，铝电解我们建议换陶瓷是十分之一，钽电容我们建议是五分之一的容量来换。还有一个世纪案例，大家都知道英特尔公司CPU的速度是越来越快，而且制作的工艺也是越来越精细化，我昨天听到安富利的辜其秋告诉我，英特尔正在开发33纳米的技术，大家看到英特尔公司从96年晶圆是越来越小，我不是在给英特尔卖广告，我是说明，由于IC做得越来越小，精细化越来越高，电压也就是越来越低，原来驱动电压一般是5V，现在看到一般是1V和1.2V，IC稳定的电压，我们是要求在10%以内，如果你是5V的情况下，过去电压可以允许大概是500毫V，现在是用了1V，允许稳波电压就是0.9V，最低的电压。要不然电压变化太大的话，IC工作就变得不稳定，我们用来稳压的陶瓷电容器，我们很容易选个0.1谬的。为什么呢？高速运转过程中，瞬间会有一个压降，这个地方压降最主要是业余陶瓷电容的容值和ESR值这个因素来决定的。第一个部分介绍了电容的应用，下一个部分主要是电感方面。

电感方面，我们太阳诱电制作工艺相对于来讲，比其他厂商要丰富一点，我们除了由下往上绕的电感，除此之外还有叠层电感，还有手机电源，还有射频的、高频的电感。这是详细的，不同的尺寸、不同的厚度，有的是0.8的厚度，因为大家知道消费类电子产品要求小型化、超薄、低成本，都是满足这个趋势，所以我们不断开发这些产品。

特别是选择一些功率电感，比如脉冲电流比较大，滤波起来可能有些困难，大家选择功率电感的时候可能有些困惑，功率电感选择的时候我们考虑的参数和指标是什么，首先你要考虑感量是多大，第二是考虑到内阻，第三要考虑到饱和电流，第四是温升电流。因为我们大家都知道电感在DCDC方面起的作用两个，一个是作为滤波来用，第二是作为储能来用，一般来讲，饱和电流一般指的是什么呢？

VC加DC的电流我们称之为饱和电流，平均的电流我们就把它定义为温升电流，我们业界一般的情况是采用感量下降30%的时候，这个时候电流值为多少，这个就叫饱和电流，温升电流是电流不断增大，电感表面温度上升40度，这个来定义温升电流值，因为电感慢慢温度高之后可能会会被坏，所以限定一个值，在这个电流以下，电感不会被烧坏。实际使用的电流值不会超过电感的饱和电流，这样稳波电流会不断的增大。如果你超过了温升电流，很简单，这个电感就会被烧坏。我们有不同的电感放在一起的话，我们来实测一下，比如说这个是我们不同的电感、不同尺寸的效率，大家也可以看到我们在低负载电流的时候，这是不同的尺寸，大家看到电流没有多大变化，由于电流值感量下降的幅度比较大，之间的差异有出来了，感量比较大，温波电流就比较大，这就是噪声。

所以在感量变化幅度比较小，这个地方的噪声就比较小，总之一点，大家选择的时候，一定要考虑到感量下降到什么样的程度。我们在选择功率电感，就是一点，实际电阻里面的最大值就选择峰值电流，如果你的平均值电流比较小的情况下，就选择温升电流值，考虑到这两个因素大家来选，我曾经去一家公司，他跟我讲到峰值电流会到两万，大家知道TDSCDMA会有一个很高的电流，会有一个很低的电流，如果以高电流来选择的话，电感尺寸非常大，考虑到峰值电流大、平均电流值小的特点，我们就可以电容小的电感。

当然电感的话，这是我们跟其他公司的对比，我们的效率要比这家公司的要高一点点，尺寸大小是一样的，DCR值我们要小一点点。实际上我们考虑选择电感的时候，除了直流电阻以外，还有铜线绕的圈数和粗细以外，还有交流的电流，交流对它影响比较大，如果开关品是750倍赫兹的话，大概是在这个水平上，蓝色是太阳诱电的，红色是竞争对手的，我们大概是1.5欧姆，他们交流的电阻大概是3欧姆，这样他们的损耗会更大一点点。要使交流电阻比较低，有一个就是值损耗要小，绕了铜线之后，通过这个缝隙与外部金属形成涡流的损耗比较小才行，过这些迟缓的缝隙，在金属的地方形成涡流，但是电感只有一个磁芯，这个地方采用磁份和树脂来把它屏蔽。另外的话，这个成本也可以降低。

还有一点，我们在不同负载的情况下，在选择这个电感要注意什么呢？比如说当你的负载比较低的情况下，一般的情况是你交流的成分会比较多。交流的成分比较多，就选择交流电阻比较小了电感，它的效率就会高，那么负载比较大的情况下，你的DC直流部分占得比较大的话，你要选择直流电阻比较低的，这样效率高一点。

下面交流一下磁珠的选择方法。大家都知道刚才村田的同事也讲了，EMI噪声无处不在，我们简单讲把它形容成几点，传导噪声、辐射噪声、射频、干扰噪声，对于不同的噪声，我们最主要有爹层磁珠、绕线磁珠，等一下给大家介绍在1G以上2G甚至更高的时候，都有很强的耐磨能力，接下来是穿芯的磁珠。如果说你在低频普通信号线上滤波的话，我们可以推荐使用叠层的磁珠，如果您是在高频的，用绕线的磁珠，大家看到它的截止频率会比较高。

下面一个部分主要是电感和磁珠有什么区别，实际上区别在于什么呢，电感在比较低频的部分效果比较好，磁珠主要是在高频，我故意选了一个感量比较接近的，一般电感在几十欧姆的话，是这样一个曲线，所以电感主要是传导噪音，磁珠主要是辐射噪音。

选择磁珠的时候，我们认为要把这条线使得比较稳定，然后从发生噪声的地方着手放一些元件，然后再从辐射噪声源的地方放一些EMI器件，选择电感的话，为了避免共振，所以需要从比较平滑的曲线慢慢朝比较陡曲线的磁珠来选择。这是磁珠，主要是三个，阻抗值、交流和电阻，还有感抗这三个部分组成。实际案例的话如果10M信号过来的话，发生信号是在200多亩的地方信号比较大，我们的磁珠就选200多M阻值的地方，靠近噪声频率的磁珠，如果没有使用磁珠的情况下，谁这样一个电压波形，我们发现用了以后，这个蓝色的部分，下降了很多，而且电压波形也比较稳定，所以首先搞清楚噪声频率是在什么地方，那么选择阻值稍微大一点的，但是不能选择太陡，太陡会产生共振。

还有另外会知道，它的曲线会不一样，R值和X值，就是交流电阻和感抗，当交流电阻大于感抗的时候，这与信号有关系，它的效果要更好一点点。蓝色就是交流电阻更大一点。由于时间关系，我说得稍微快一点，等一下可以私下找我，我们可以详细交流。电感占低频的滤波效果好一点，绿色的是磁珠，高频的话，磁珠会好一点。在我们公司里面有模拟的软件，大家可以免费下载，输入一定条件之后，可以看到电压的波形、还有噪声，还有这些电容电感选形的器件。

最后一个部分就是共模电感，刚才也讲到了USB、HDMI这些地方用到共模电感，我们沈先生讲得很详细了，我就不详细的说了，但是有一点需要大家注意，现在有其他信号干扰，比如说GSM的900M、TD2.1G，对USB干扰比较大，它的共模阻抗要注意，你要用在这些频率的话，要用这些阻值比较大一点的，它的共模效果比较好一点，这和其他公司的薄膜相比，我们是采用绕线工艺做的，所以高频阻抗会更好一点。实际上和薄膜来对比的话，大家也看到1G以上频率的话，滤波效果明显要好一点。这个我们也有对应USB3.0，截止频率是实际的。基本上是这样一个情况。谢谢大家。

主持人：我们现在进入问答阶段。有问题吗？

提问：你好，我遇到过我们工程师设计的DCDC电路，它的电感在工作的时候会叫，有噪音，但是电路工作正常，也不发热，这种情况会不会影响可靠性，电感的选择是不是有什么问题？

范新雨：为什么发生噪音呢？是电磁干扰，说明你的电感漏磁出来的与其他线路结合起来形成了噪声，刚好是在这个频率，这种情况下我有一个建议，你可以选择不同形式的电感，比如你的电感是由下往上绕的，没有磁屏蔽的结构。可以选择横向的，这样的话就可以解决这个问题。

主持人：我们还可以问一个问题。

提问：我想问一下，刚才你说选电感要根据噪声频率来选，噪声频率怎么确认，在我电路设计初始阶段。

范新雨：这需要一个设备，静电场分析仪，通过找到噪声频率，对症下药，选择什么样的磁珠。

提问：还有一个问题，网站上的软件是可以免费下的？

范新雨：免费下载的，WWW.TY-TOP.COM。其实我们都是采用仿真软件，这个就是仿真软件在这里输入容量、赖压、厚度，这里很多的规格让你选择，还有在这里有电感的，还有磁珠的，这是器件选型的软件，还有刚才所讲到另外的，这个也是仿真软件，你输入一定的条件，选择器件的特性，比如驱动电压、反映时间，可以看到电压波形，比如在射频的时候，你要调它的射频，比如手机里面经常可以看到把天线放在手机的下面，会有一些串扰，GSM900会有串扰，你就可以选择比较大的。