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技術(shù)專(zhuān)題
PCB設計EMF管理
PCB設計您可能已經(jīng)很熟悉電感器的工作原理。通常由多個(gè)線(xiàn)圈匝數表示的電感器在電流流過(guò)時(shí)會(huì )產(chǎn)生磁通量。
有趣的是，當電流被切斷或減小時(shí)，磁通量會(huì )發(fā)生什么。磁通量沒(méi)有消失，而是試圖通過(guò)感應一個(gè)與變化相反的電流來(lái)抵抗變化。
換句話(huà)說(shuō)，如果電流減小，則磁通量將沿相反的方向產(chǎn)生電流，當流過(guò)電感器的電流增大時(shí)，則相反。
倫茲定律定義了自感原理，該定律指出，在變化的磁場(chǎng)中感應產(chǎn)生的電流始終會(huì )與變化的原因相反。磁通量的相反變化通常由感應EMF電壓表示，其公式如下：
V L = -L（di / dt）
它的特征是負號，這意味著(zhù)感應電流的相反性質(zhì)。
自感不應與互感混淆。前者涉及單個(gè)線(xiàn)圈或電感器，而互感涉及兩個(gè)或多個(gè)電感器。
通過(guò)互感，由電感器產(chǎn)生的磁通量耦合到相鄰的電感器中。這導致第二電感器感應與變化相反的磁通量。在第二個(gè)電感器上會(huì )形成相反的電壓，這將導致電流相應地流動(dòng)。
這聽(tīng)起來(lái)很熟悉嗎？
互感使變壓器，電動(dòng)機和發(fā)電機成為可能。電磁能量的傳輸取決于匝數，距離和連接兩個(gè)電感器的磁芯。
互感雖然有用，但也很麻煩。您必須意識到PCB走線(xiàn)也具有一定的電感量。當高速開(kāi)關(guān)信號流過(guò)一個(gè)時(shí)，EMF會(huì )耦合到相鄰信號中，并成為電磁干擾（EMI）的原因。
電子設計中的自感
自感有助于阻止高頻噪聲。
像互感一樣，自感可以成為電子設計的朋友或敵人。請記住，自感也稱(chēng)為反電動(dòng)勢。如果使用機械繼電器進(jìn)行設計，則釋放繼電器時(shí)應注意反電動(dòng)勢。
當線(xiàn)圈突然退磁時(shí)，反電動(dòng)勢會(huì )產(chǎn)生反方向的電壓，這可能會(huì )損壞繼電器的驅動(dòng)器。在這種情況下，您將需要一個(gè)反激二極管來(lái)安全地消除反向電壓的累積。
在直流電路中，電感的行為類(lèi)似于普通導體。但是，當交流電流通過(guò)時(shí)，其阻抗會(huì )增加。電感器的這種特性是自感的結果?？梢越ㄔO性地使用它。例如，作為低通濾波器的扼流圈可阻止高頻噪聲通過(guò)。
但是，當使用高速信號時(shí)，PCB設計走線(xiàn)中的自感會(huì )成為一個(gè)問(wèn)題。它會(huì )衰減高速信號，尤其是在GHz范圍內，這可能會(huì )對電路的正常運行造成問(wèn)題。