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拯救EMI辐射超标,开关电源如何出招?

2017-03-15 [责任编辑:susan]
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5分
【导读】作为工作于开关状态的能量转换装置,开关电源的电压、电流变化率很高,产生的干扰强度较大。而印刷线路板(PCB)走线通常采用手工布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。


 
开关电源的电压、电流变化率很高,产生的干扰强度较大;干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器,相对于数字电路干扰源的位置较为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹),主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰。
 
具体各个频率点超标解决方案如下:
 
1MHz以内:
 
以差模干扰为主1.增大X电容量;2.添加差模电感;3.小功率电源可采用PI型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。
 
1M-5MHz:
 
差模共模混合,采用输入端并一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并解决;
 
5MHz:
 
以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法。对于外壳接地的,在地线上用一个磁环绕2圈会对10MHZ以上干扰有较大的衰减(diudiu2006);对于 25--30MHZ不过可以采用加大对地Y电容、在变压器外面包铜皮、改变PCBLAYOUT、输出线前面接一个双线并绕的小磁环,最少绕10圈、在输出整流管两端并RC滤波器。
 
1M-5MHZ:
 
差模共模混合,采用输入端并联一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决,1.对于差模干扰超标可调整X电容量,添加差模电感器,调差模电感量;2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制;3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如FR107一对普通整流二极管 1N4007。
 
5MHz以上:
 
以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法。
 
对于外壳接地的,在地线上用一个磁环串绕2-3圈会对10MHZ以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔,铜箔闭环。处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。
 
对于20M-30MHz:
 
1.对于一类产品可以采用调整对地Y2电容量或改变Y2电容位置;
2.调整一二次侧间的Y1电容位置及参数值;
3.在变压器外面包铜箔;变压器最里层加屏蔽层;调整变压器的各绕组的排布。
4.改变PCB Layout;
5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感;
6.在输出整流管两端并联RC滤波器且调整合理的参数;
7.在变压器与MOSFET之间加BEADCORE;
8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。
9.可以用增大MOS驱动电阻。
 
30M-50MHz:
 
1.普遍是MOS管高速开通关断引起,可以用增大MOS驱动电阻,RCD缓冲电路采用1N4007慢管,VCC供电电压用1N4007慢管来解决。
2.RCD缓冲电路采用1N4007慢管;
3.VCC供电电压用1N4007慢管来解决;
4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感;
5.在MOSFET的D-S脚并联一个小吸收电路;
6.在变压器与MOSFET之间加BEADCORE;
7.在变压器的输入电压脚加一个小电容;
8.PCB LAYOUT时大电解电容,变压器,MOS构成的电路环尽可能的小;
9.变压器,输出二极管,输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。
 
50M-100MHZ:
 
普遍是输出整流管反向恢复电流引起,
1.可以在整流管上串磁珠;
2.调整输出整流管的吸收电路参数;
3.可改变一二次侧跨接Y电容支路的阻抗,如PIN脚处加BEADCORE或串接适当的电阻;
4.也可改变MOSFET,输出整流二极管的本体向空间的辐射(如铁夹卡MOSFET;铁夹卡DIODE,改变散热器的接地点)。
5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射。
 
100M-200MHz:
 
普遍是输出整流管反向恢复电流引起,可以在整流管上串磁珠100MHz-200MHz之间大部分出于PFCMOSFET及PFC二极管,现在MOSFET及PFC二极管串磁珠有效果,水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了。
 
开关电源的辐射一般只会影响到100M以下的频段。也可以在MOS,二极管上加相应吸收回路,但效率会有所降低。
 
200MHz以上:
 
开关电源已基本辐射量很小,一般可过EMI标准。

关键字:开关电源 EMI辐射 
本文链接:http://www.cntronics.com/emc-art/80032334
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