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開關(guān)電源EMC知識系統(tǒng)匯總

來源: 時間:2015-07-01 10:18:06 瀏覽次數(shù):

EMC(ElectromagneticCompatibility)是電磁兼容乾巧,它包括EMI(電磁騷擾)和EMS(電磁抗騷擾)。EMC定義為:設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中的任何設(shè)備的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。EMC整的稱呼為電磁兼容蟀悦。EMP是指電磁脈沖。

EMC=EMI+EMSEMI:電磁干擾EMS:電磁相容性(免疫力)


EMI可分為傳導(dǎo)Conduction及輻射Radiation兩部分氧敢,Conduction規(guī)范一般可分為:FCCPart15JClassB;CISPR22(EN55022,EN61000-3-2,EN61000-3-3)ClassB;國標IT類(GB9254日戈,GB17625)和AV類(GB13837,GB17625)孙乖。FCC測試頻率在450K-30MHz浙炼,CISPR22測試頻率在150K--30MHz,Conduction可以用頻譜分析儀測試唯袄,Radiation則必須到專門的實驗室測試弯屈。其中EN55022為RadiationTest&ConductionTest(傳導(dǎo)&輻射測試);EN61000-3-2為HarmonicTest(電源諧波測試);EN61000-3-3為FlickerTest(電壓變動測試)。CISPR22(ComiteSpecialdesPurturbationsRadioelectrique)應(yīng)用于信息技術(shù)類裝置,適用于歐洲和亞洲地區(qū);EN55022為歐洲標準恋拷,F(xiàn)CCPart15(FederalCommunicationsCommission)適用于美國资厉,EN30220歐洲EMI測試標準,功率輻射測試標準是EN55013頻率在30MHZ-300MHz蔬顾。


EN55011輻射測試標準是:有的頻率段要求較高宴偿,有的頻率段要求較低。傳導(dǎo)(150KHZ-30MHZ)LISN主要是差模電流,其共模阻抗為100歐姆(50+50);LISN主要是共模電流,其總的電路阻抗為25歐姆(50//50)阎抒。


4線AV60dB/uV150KHZ-2MHZstart9KHZ

5線PEAK100dB/uV150KHZ-3MHZ

6線PEAK100dB/uV2MHZ-30MHZ

7線QP70dB/uV150KHZ-500KHZ

Radiated(30MHZ-1GHZ):ADD4N7/250VYCAP90dB/uV30MHZ-300MHZ


EMI為電磁干擾酪我,EMI是EMC其中的一部分,EMI(ElectronicMagneticInterference)電磁干擾且叁,EMI包括傳導(dǎo)都哭、輻射、電流諧波逞带、電壓閃爍等等欺矫。電磁干擾是由干擾源、藕合通道和接收器三部分構(gòu)成的展氓,通常稱作干擾的三要素穆趴。EMI線性正比于電流,電流回路面積以及頻率的平方即:EMI=K*I*S*F2遇汞。I是電流未妹,S是回路面積簿废,F(xiàn)是頻率,K是與電路板材料和其他因素有關(guān)的一個常數(shù)络它。


EMI是指產(chǎn)品的對外電磁干擾族檬。一般情況下分為ClassA&ClassB兩個等級。ClassA為工業(yè)等級化戳,ClassB為民用等級单料。民用的要比工業(yè)的嚴格,因為工業(yè)用的允許輻射稍微大一點点楼。同樣產(chǎn)品在測試EMI中的輻射測試來講扫尖,在30-230MHz下,B類要求產(chǎn)品的輻射限值不能超過40dBm而A類要求不能超過50dBm(以三米法電波暗室測量為例)相對要寬松的多掠廓,一般來說CLASSA是指在EMI測試條件下换怖,無需操作人員介入,設(shè)備能按預(yù)期持續(xù)正常工作却盘,不允許出現(xiàn)低于規(guī)定的性能等級的性能降低或功能損失狰域。


EMI是設(shè)備正常工作時測它的輻射和傳導(dǎo)。在測試的時候黄橘,EMI的輻射和傳導(dǎo)在接收機上有兩個上限兆览,分別代表ClassA和ClassB,如果觀察的波形超過B的線但是低于A的線塞关,那么產(chǎn)品就是A類的抬探。EMS是用測試設(shè)備對產(chǎn)品干擾,觀察產(chǎn)品在干擾下能否正常工作帆赢,如果正常工作或不出現(xiàn)超過標準規(guī)定的性能下降小压,為A級。能自動重啟且重啟后不出現(xiàn)超過標準規(guī)定的性能下降椰于,為B級怠益。不能自動重啟需人為重啟為C級,掛掉為D級瘾婿。國標有D級的規(guī)定蜻牢,EN只有A,B偏陪,C抢呆。EMI在工作頻率的奇數(shù)倍是最不好過的。


EMS(ElectmmagneticSuseeptibilkr)電磁敏感度一般俗稱為“電磁免疫力”,是設(shè)備抗外界騷擾干擾之能力笛谦,EMI是設(shè)備對外的騷擾抱虐。EMS中的等級是指:ClassA,測試完成后設(shè)備仍在正常工作;ClassB饥脑,測試完成或測試中需要重啟后可以正常工作;ClassC恳邀,需要人為調(diào)整后可以正常重啟并正常工作;ClassD懦冰,設(shè)備已損壞,無論怎樣調(diào)整也無法啟動轩娶。嚴格程度EMI是B>A儿奶,EMS是A>B>C>D。


EMS部份為EN55024包含7項測試:

EN61000-4-2:1998;EN61000-4-3:1998;EN61000-4-4:1995,EN61000-4-5:1995;EN61000-4-6:1996;EN61000-4-8:1993;EN61000-4-11:1994竟块。


EMC檢測主要項目:

空間輻射(Radiation):EN55011,13,22FCCPart15&18,VCC

傳導(dǎo)干擾(Conduction):EN55011,13,14-1,15,22,FCCPart15&18,VCCI

喀嚦聲(Click):EN55014-1

功率輻射(PowerClamp):EN55013,14-1

磁場輻射(MagneticEmission):EN55011,15

低頻干擾(LowFrequencyImmunity):EN50091-2

靜電放電(ESD):IEC61000-4-2屁魏、EN61000-4-2、GB/T17626.2

輻射抗擾度(R/S):IEC61000-4-3、EN61000-4-3掸鹅、GB/T17626.3e;TEXT-INDENT:2em;MARGIN:10px25px0px;PADDING-LEFT:0px;PADDING-RIGHT:0px;FONT:14px/22px宋體,Georgia,verdana,serif;WHITE-SPACE:normal;ORPHANS:2;LETTER-SPACING:normal;COLOR:rgb(68,68,68);WORD-SPACING:0px;PADDING-TOP:0px;-webkit-text-size-adjust:auto;-webkit-text-stroke-width:0px">脈沖群抗擾度(EFT/B):IEC61000-4-4、EN61000-4-4袒餐、GB/T17626.4


浪涌抗擾度(SURGE):IEC61000-4-5涤垫、EN61000-4-5、GB/T17626.5

傳導(dǎo)騷擾抗擾度(C/S):IEC61000-4-6清焕、EN61000-4-6并蝗、GB/T17626.6

工頻磁場抗擾度(M/S):IEC61000-4-8、EN61000-4-8秸妥、GB/T17626.8

電壓跌落(DIPS):IEC61000-4-11滚停、EN61000-4-11、GB/T17626.11

諧波電流(Harmonic):IEC61000-3-2粥惧、EN61000-3-2

電壓閃爍(Flicker):IEC61000-3-3键畴、EN61000-3-3

輻射干擾(RadiatedInterference)是通過空間并以電磁波的特性和規(guī)律傳播的。但不是任何裝置都能輻射電磁波的突雪。傳導(dǎo)干擾(ConductedInterference)是沿著導(dǎo)體傳播的干擾起惕。所以傳導(dǎo)干擾的傳播要求在干擾源和接收器之間有一完整的電路連接。電磁兼容三要素:任何電磁兼容性問題都包含三個要素咏删,即干擾源惹想、敏感源和耦合路徑,這三個要素中缺少一個督函,電磁兼容問題就不會存在嘀粱。

產(chǎn)生電磁干擾的條件:突然變化的電壓或電流,即dV/dt或dI/dt很大;輻射天線或傳導(dǎo)導(dǎo)體侨核。

電磁兼容標準對設(shè)備的要求有兩個方面:一個是工作時不會對外界產(chǎn)生不良的電磁干擾影響草穆,另一個是不能對外界的電磁干擾過度敏感。前一個方面的要求稱為干擾發(fā)射要求搓译,后一個方面的要求稱為敏感度要求悲柱。電磁能量從設(shè)備內(nèi)傳出或從外界傳入設(shè)備的途徑只有兩個,一個是以電磁波的形式從空間傳播些己,另一個是以電流的形式沿導(dǎo)線傳播豌鸡。因此嘿般,電磁干擾發(fā)射可以分為:傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射;敏感度也可以分為傳導(dǎo)敏感度和輻射敏感度。

電磁兼容標準分為基礎(chǔ)標準涯冠、通用標準炉奴、產(chǎn)品類標準和專用產(chǎn)品標準∩吒基礎(chǔ)標準:描述了EMC現(xiàn)象瞻赶、規(guī)定了EMC測試方法、設(shè)備派任,定義了等級和性能判據(jù)砸逊。基礎(chǔ)標準不涉及具體產(chǎn)品掌逛。產(chǎn)品類標準:針對某種產(chǎn)品系列的EMC測試標準师逸。往往引用基礎(chǔ)標準,但根據(jù)產(chǎn)品的特殊性提出更詳細的規(guī)定豆混。通用標準:按照設(shè)備使用環(huán)境劃分的篓像,當(dāng)產(chǎn)品沒有特定的產(chǎn)品類標準可以遵循時,使用通用標準來進行EMC測試皿伺。對使設(shè)備的功能完全正常员辩,也要滿足這些標準的要求。


關(guān)于制訂電磁兼容標準的組織和標準的介紹:

IEC(國際電工委員會):有兩個平行的組織制訂EMC標準心傀,CISPR和TC77屈暗。


CISPR(國際無線電干擾特別委員會):1934年成立。目前有七個分會:A分會(無線電干擾測量方法與統(tǒng)計方法)脂男、B分會(工养叛、科、醫(yī)療射頻設(shè)備的無線電干擾)宰翅、C分會(電力線弃甥、高壓設(shè)備和電牽引系統(tǒng)的無線電干擾)、D分會(機動車和內(nèi)燃機的無線電干擾)汁讼、E分會(無線接收設(shè)備干擾特性)淆攻、F分會(家電、電動工具嘿架、照明設(shè)備及類似電器的無線電干擾)瓶珊、G分會(信息設(shè)備的無線電干擾)。


TC77(第77技術(shù)委員會):1981年成立耸彪。目前有3個分會:SC77A(低頻現(xiàn)象)伞芹、SC77B(高頻現(xiàn)象)、SC77C(對高空核電磁脈沖的抗擾性)。

CENELEC(歐洲電工標準化委員會):由歐共體委員會授權(quán)制訂歐洲標準唱较。EN標準中引用了很多CISPR和IEC標準扎唾,其對應(yīng)關(guān)系如下:

EN55×××=CISPR標準,(例:EN55011=CISPRPub.11)

EN6××××=IEC標準南缓,(例:EN61000-4-3=IEC61000-4-3Pub.11)

EN50×××=CENELEC自定標準胸遇,(例:EN50801)

FCC(聯(lián)邦通信委員會)全名為FederalCommunicationsCommission:是管理電腦,周邊及通信產(chǎn)品等銷售美國之審核授權(quán)機抅,主要制訂民用產(chǎn)品標準,關(guān)于電磁兼容的標準主要包括在FCCPart15和FCCPart18中汉形。


FCCPart15subpartB規(guī)定:凡利用數(shù)位技術(shù)之電子裝置或系統(tǒng),及使用或產(chǎn)生脈波頻率超過10KHz之器材,皆須依規(guī)定進行測試認證后,才可以在美國市場銷售纸镊。

MIL-STD(美軍標):典型的是MIL-STD–461D。這個標準不僅規(guī)定了最大輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射的限制获雕,還規(guī)定了系統(tǒng)對輻射和傳導(dǎo)干擾的敏感度要求薄腻。配套標準MIL-STD-462規(guī)定了必要的測試裝置。商業(yè)公司經(jīng)常將MIL-STD-461中的某些部分作為產(chǎn)品內(nèi)部EMC規(guī)范届案。

VCCI(干擾自愿控制委員會):民間機構(gòu),其標準與CISPR和IEC一致罢艾。

GB(中國國家標準):基本采用CISPR和IEC標準楣颠,目前已發(fā)布57個。

GJB(中國軍用標準):基本采用美軍標咐蚯,例如GJB151A=MIL-STD–461D童漩。軍用設(shè)備

為軍用設(shè)計的電子系統(tǒng)必須滿足MIL-STD-461D的要求,另一個關(guān)于EMI的軍用標準是保密的TEMPEST計劃春锋,這是用來保證保密通信系統(tǒng)安全的〗门颍現(xiàn)在可以接收并復(fù)現(xiàn)出大多數(shù)電子設(shè)備政黨工作時所發(fā)射的功率很低的射頻信號。象對電子竊聽很脆弱的CRT終端那樣的軍用產(chǎn)品就屬于TEMPEST的范疇期奔。在實踐中侧馅,TEMPEST控制設(shè)備和系統(tǒng)的發(fā)射,使無法解譯攜帶信息的信號呐萌。


CE標示:源自歐共體各會員國(EuropeanCommunity)縮寫的總稱,并以此為標志馁痴。規(guī)范產(chǎn)品是否符合歐體為保障民眾安全健康以及環(huán)境保護等利益所訂定之基本安全要求。


CE=EMC+LVDEMC:電磁干擾及電磁相容性LVD:低電壓指令


測量場地:GB要求在開闊場地中測量肺孤,GJB要求在屏蔽半無反射室中測量罗晕,由于電磁環(huán)境日趨惡化,開闊場中的背景干擾往往嚴重影響測量赠堵,因此小渊,GB測量也開始在屏蔽半無反射室中做,但要求半無反射室中的電磁場分布與開闊場近似茫叭。

25px0px;PADDING-LEFT:0px;PADDING-RIGHT:0px;FONT:14px/22px宋體,Georgia,verdana,serif;WHITE-SPACE:normal;ORPHANS:2;LETTER-SPACING:normal;COLOR:rgb(68,68,68);WORD-SPACING:0px;PADDING-TOP:0px;-webkit-text-size-adjust:auto;-webkit-text-stroke-width:0px">天線到EUT(受試設(shè)備)的距離:GB要求為3米酬屉、10米或30米,GJB要求為1米;


測量內(nèi)容:GB僅測量電場輻射發(fā)射杂靶,GJB對電場輻射和磁場輻射都要測量;


測量頻率范圍:GB規(guī)定的測量范圍為30MHz~1GHz梆惯,隨著時鐘頻率的升高酱鸭,有擴展到18GHz的趨勢,GJB規(guī)定的測量頻率范圍為10kHz~18GHz垛吗。


EUT的布置:GB和GJB都要求EUT按照實際工作狀態(tài)布置(互聯(lián)電纜和所連接的外部設(shè)備全部按實際狀態(tài)連接)凹髓,GB要求EUT放置在木制測試臺上,GJB要求EUT放置在金屬板上怯屉。距離地面的距離為0.8米;


檢波方式:干擾測量儀的讀數(shù)與檢波方式有關(guān)蔚舀,因此標準中都明確規(guī)定檢波方式,GB要求準峰值檢波锨络,GJB要求峰值檢波;


最大輻射點:與處理電磁兼容問題的原則相同赌躺,僅關(guān)心最壞情況。因此羡儿,以EUT的最大輻射值為測量結(jié)果礼患。最大輻射值的含義有4個,第一:EUT的工作狀態(tài)處于最大輻射狀態(tài)掠归,第二:EUT最大輻射面對著天線缅叠,第三:天線的極化方向為接收最大場強的方向,第四:天線的高度為接收最大場強的位置虏冻。GJB中肤粱,沒有第四點的要求,即厨相,天線的高度是固定的领曼。


測量設(shè)備:

騷擾測量設(shè)備:用來定量計量騷擾強度的設(shè)備,可以是EMI測量接收機蛮穿,也可以是頻譜分析儀庶骄,頻率范圍要覆蓋150KHz~30MHz,具有峰值绪撵、準峰值和平均值檢波功能瓢姻。


線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN):由于電源端子傳導(dǎo)發(fā)射的強度與電網(wǎng)的阻抗有關(guān),因此為了使測量具有唯一性音诈,必須在特定的阻抗條件下測量幻碱,LISN就提供了這樣一個環(huán)境,GB9254標準中使用的LISN為50Ω/50μH细溅。


接地平板:受試設(shè)備要放置在接地金屬板上進行試驗褥傍,該金屬板比被測設(shè)備邊框大0.5米,最小尺寸為2m×2m喇聊。


電快速脈沖試驗?zāi)M電網(wǎng)中的感性負載斷開時產(chǎn)生的干擾恍风。這種干擾不僅會出現(xiàn)在電源線上,而且會耦合到信號線上。因此朋贬,這個試驗要對電源線和信號線做凯楔。設(shè)備能夠通過浪涌試驗,并不意味著也能通過電快速脈沖試驗锦募。一方面是因為后者的頻率成份遠高于前者摆屯,具備不同的干擾機理,令一方面是因為電快速脈沖試驗中施加的干擾是重復(fù)性糠亩,這對電路具有一種積分效應(yīng)虐骑,是電路中的積分型抗干擾電路實效。頻譜分析儀能夠快速地在較寬的頻率范圍內(nèi)掃描赎线,因此是診斷電磁干擾發(fā)射的方便工具廷没。使用頻譜分析儀時需要注意的問題:頻譜分析儀不能觀測瞬間干擾,如靜電放電垂寥、雷電等;頻譜分析儀的掃描時間不能設(shè)置得太短颠黎,即不能使掃描速度太快;從頻譜分析儀屏幕上讀取頻率與幅度數(shù)據(jù)時,其精度與頻譜儀的掃描范圍有關(guān)滞项,范圍越窄盏缤,精度越高;當(dāng)輸入信號過大時,頻譜分析儀會發(fā)生過載蓖扑,使讀取的幅度數(shù)據(jù)比實際的小,用輸入衰減器可以避免過載;減小頻譜儀的中頻帶寬可以提高儀器的靈敏度(和選擇性)台舱,但掃描時間會更長;寬帶信號的幅度會隨著中頻分辨帶寬的增加而增加律杠。


電磁干擾(EMI)接收機是另一種測量電磁干擾的設(shè)備,許多人在選購儀器時搞不懂接收機與頻譜儀之間的區(qū)別竞惋,下面做一簡單比較:


所有的接收機都標準配置預(yù)選器(頻譜儀需要選配)柜去,能夠有效地抑制帶外噪聲;所有的接收機用基頻混頻方式(頻譜儀使用基頻和諧頻混頻),具有較高的靈敏度;接收機的中頻濾波器為矩形(頻譜儀的中頻濾波器為高斯形)拆宛,具有更好的選擇性;接收機適合于正式測量嗓奢,不適合于診斷。


EMC試驗室有華測(CTI)浑厚、SGS股耽、信測、信華钳幅、華通威物蝙、冠準、莫特敢艰、廣州ETL诬乞、廣州五所、東莞經(jīng)續(xù)、東莞沃特震嫉、厚街北南森瘪、長安世鴻、長安碩信(ATT)票堵、大朗信寶扼睬、塘夏歐標、摩爾實驗室换衬、經(jīng)續(xù)檢驗技術(shù)有限公司等痰驱。像美國的FCC只測EMI中的輻射和傳導(dǎo),不測EMS瞳浦。有些國家EMI和EMS是分開測的担映,有些國家是一起像CCC認證CE認證。現(xiàn)在很多電器類產(chǎn)品做CE還要加測電磁波騷擾EMF叫潦,標準是EN-50336蝇完。電源EMI技術(shù)就算能達到標準,有的產(chǎn)品要求要達一定的濕度測試矗蕊。在深圳濕試控制都比較難做短蜕。深圳幾家大實驗室,都比較難傻咖,空間問題朋魔。EMI不只包括傳導(dǎo),輻射卿操,電流諧波與電壓閃爍也是EMI的部分警检。諧波和閃爍是設(shè)備對外的,而不是外界對設(shè)備的害淤,所以是EMI扇雕,不是EMS。


開關(guān)電源電磁干擾的產(chǎn)生機理及其傳播途徑

功率開關(guān)器件的高額開關(guān)動作是導(dǎo)致開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾(EMI)的主要原因窥摄。開關(guān)頻率的提高一方面減小了電源的體積和重量镶奉,另一方面也導(dǎo)致了更為嚴重的EMI問題。開關(guān)電源工作時崭放,其內(nèi)部的電壓和電流波形都是在非常短的時間內(nèi)上升和下降的哨苛,因此,開關(guān)電源本身是一個噪聲發(fā)生源莹菱。開關(guān)電源產(chǎn)生的干擾移国,按噪聲干擾源種類來分,可分為尖峰干擾和諧波干擾兩種;若按耦合通路來分,可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。使電源產(chǎn)生的干擾不至于對電子系統(tǒng)和電網(wǎng)造成危害的根本辦法是削弱噪聲發(fā)生源道伟,或者切斷電源噪聲和電子系統(tǒng)迹缀、電網(wǎng)之間的耦合途徑∈鼓耄現(xiàn)在按噪聲干擾源來分別說明:


1、二極管的反向恢復(fù)時間引起的干擾

交流輸入電壓經(jīng)功率二極管整流橋變?yōu)檎颐}動電壓祝懂,經(jīng)電容平滑后變?yōu)橹绷髌币。娙蓦娏鞯牟ㄐ尾皇钦也ǘ敲}沖波。由電流波形可知砚蓬,電流中含有高次諧波矢门。大量電流諧波分量流入電網(wǎng),造成對電網(wǎng)的諧波污染灰蛙。另外祟剔,由于電流是脈沖波,使電源輸入功率因數(shù)降低摩梧。


高頻整流回路中的整流二極管正向?qū)〞r有較大的正向電流流過物延,在其受反偏電壓而轉(zhuǎn)向截止時,由于PN結(jié)中有較多的載流子積累仅父,因而在載流子消失之前的一段時間里叛薯,電流會反向流動,致使載流子消失的反向恢復(fù)電流急劇減少而發(fā)生很大的電流變化(di/dt)笙纤。


2耗溜、開關(guān)管工作時產(chǎn)生的諧波干擾

功率開關(guān)管在導(dǎo)通時流過較大的脈沖電流。例如正激型省容、推挽型和橋式變換器的輸入電流波形在阻性負載時近似為矩形波,其中含有豐富的高次諧波分量抖拴。當(dāng)采用零電流、零電壓開關(guān)時,這種諧波干擾將會很小腥椒。另外,功率開關(guān)管在截止期間,高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變,也會產(chǎn)生尖峰干擾城舞。


3、交流輸入回路產(chǎn)生的干擾

無工頻變壓器的開關(guān)電源輸入端整流管在反向恢復(fù)期間會引起高頻衰減振蕩產(chǎn)生干擾寞酿。開關(guān)電源產(chǎn)生的尖峰干擾和諧波干擾能量,通過開關(guān)電源的輸入輸出線傳播出去而形成的干擾稱之為傳導(dǎo)干擾;而諧波和寄生振蕩的能量脱柱,通過輸入輸出線傳播時伐弹,都會在空間產(chǎn)生電場和磁場。這種通過電磁輻射產(chǎn)生的干擾稱為輻射干擾榨为。


4惨好、其他原因

元器件的寄生參數(shù),開關(guān)電源的原理圖設(shè)計不夠完美随闺,印刷線路板(PCB)走線通常采用手工布置日川,具有很大的隨意性,PCB的近場干擾大矩乐,并且印刷板上器件的安裝龄句、放置回论,以及方位的不合理都會造成EMI干擾。這增加了PCB分布參數(shù)的提取和近場干擾估計的難度分歇。


Flyback架構(gòu)noise在頻譜上的反應(yīng)


0.15MHz處產(chǎn)生的振蕩是開關(guān)頻率的3次諧波引起的干擾傀蓉。

0.2MHz處產(chǎn)生的振蕩是開關(guān)頻率的4次諧波和Mosfet振蕩2(190.5KHz)基波的迭加,引起的干擾;所以這部分較強职抡。

0.25MHz處產(chǎn)生的振蕩是開關(guān)頻率的5次諧波引起的干擾;

0.35MHz處產(chǎn)生的振蕩是開關(guān)頻率的7次諧波引起的干擾;

NG-BOTTOM:0px;WIDOWS:2;TEXT-TRANSFORM:none;TEXT-INDENT:2em;MARGIN:10px25px0px;PADDING-LEFT:0px;PADDING-RIGHT:0px;FONT:14px/22px宋體,Georgia,verdana,serif;WHITE-SPACE:normal;ORPHANS:2;LETTER-SPACING:normal;COLOR:rgb(68,68,68);WORD-SPACING:0px;PADDING-TOP:0px;-webkit-text-size-adjust:auto;-webkit-text-stroke-width:0px">0.39MHz處產(chǎn)生的振蕩是開關(guān)頻率的8次諧波和Mosfet振蕩2(190.5KHz)基波的迭加引起的干擾;


1.31MHz處產(chǎn)生的振蕩是Diode振蕩1(1.31MHz)的基波引起的干擾;


3.3MHz處產(chǎn)生的振蕩是Mosfet振蕩1(3.3MHz)的基波引起的干擾;


開關(guān)管葬燎、整流二極管的振蕩會產(chǎn)生較強的干擾


設(shè)計開關(guān)電源時防止EMI的措施:

1.把噪音電路節(jié)點的PCB銅箔面積最大限度地減小;如開關(guān)管的漏極、集電極缚甩,初次級繞組的節(jié)點谱净,等。

2.使輸入和輸出端遠離噪音元件擅威,如變壓器線包壕探,變壓器磁芯,開關(guān)管的散熱片裕寨,等等浩蓉。

3.使噪音元件(如未遮蔽的變壓器線包,未遮蔽的變壓器磁芯宾袜,和開關(guān)管捻艳,等等)遠離外殼邊緣,因為在正常操作下外殼邊緣很可能靠近外面的接地線庆猫。

4.如果變壓器沒有使用電場屏蔽认轨,要保持屏蔽體和散熱片遠離變壓器。

5.盡量減小以下電流環(huán)的面積:次級(輸出)整流器月培,初級開關(guān)功率器件嘁字,柵極(基極)驅(qū)動線路,輔助整流器杉畜。

6.不要將門極(基極)的驅(qū)動返饋環(huán)路和初級開關(guān)電路或輔助整流電路混在一起纪蜒。

7.調(diào)整優(yōu)化阻尼電阻值,使它在開關(guān)的死區(qū)時間里不產(chǎn)生振鈴響聲此叠。

8.防止EMI濾波電感飽和纯续。

9.使拐彎節(jié)點和次級電路的元件遠離初級電路的屏蔽體或者開關(guān)管的散熱片。

10.保持初級電路的擺動的節(jié)點和元件本體遠離屏蔽或者散熱片灭袁。

11.使高頻輸入的EMI濾波器靠近輸入電纜或者連接器端猬错。

12.保持高頻輸出的EMI濾波器靠近輸出電線端子。

13.使EMI濾波器對面的PCB板的銅箔和元件本體之間保持一定距離茸歧。

14.在輔助線圈的整流器的線路上放一些電阻倦炒。

15.在磁棒線圈上并聯(lián)阻尼電阻。

16.在輸出RF濾波器兩端并聯(lián)阻尼電阻软瞎。

17.在PCB設(shè)計時允許放1nF/500V陶瓷電容器或者還可以是一串電阻逢唤,跨接在變壓器的初級的靜端和輔助繞組之間拉讯。

18.保持EMI濾波器遠離功率變壓器;尤其是避免定位在繞包的端部。

19.在PCB面積足夠的情況下,可在PCB上留下放屏蔽繞組用的腳位和放RC阻尼器的位置智玻,RC阻尼器可跨接在屏蔽繞組兩端遂唧。

20.空間允許的話在開關(guān)功率場效應(yīng)管的漏極和門極之間放一個小徑向引線電容器(米勒電容,10皮法/1千伏電容)吊奢。

21.空間允許的話放一個小的RC阻尼器在直流輸出端盖彭。

22.不要把AC插座與初級開關(guān)管的散熱片靠在一起。



開關(guān)電源EMI的特點

作為工作于開關(guān)狀態(tài)的能量轉(zhuǎn)換裝置页滚,開關(guān)電源的電壓召边、電流變化率很高,產(chǎn)生的干擾強度較大;干擾源主要集中在功率開關(guān)期間以及與之相連的散熱器和高平變壓器裹驰,相對于數(shù)字電路干擾源的位置較為清楚;開關(guān)頻率不高(從幾十千赫和數(shù)兆赫茲)隧熙,主要的干擾形式是傳導(dǎo)干擾和近場干擾;而印刷線路板(PCB)走線通常采用手工布線,具有更大的隨意性幻林,這增加了PCB分布參數(shù)的提取和近場干擾估計的難度贞盯。


1MHZ以內(nèi)----以差模干擾為主,增大X電容就可解決

1MHZ---5MHZ---差模共模混合,采用輸入端并一系列X電容來濾除差摸干擾并分析出是哪種干擾超標并解決;

5M---以上以共摸干擾為主,采用抑制共摸的方法.對于外殼接地的,在地線上用一個磁環(huán)繞2圈會對10MHZ以上干擾有較大的衰減(diudiu2006);對于25--30MHZ不過可以采用加大對地Y電容沪饺、在變壓器外面包銅皮躏敢、改變PCBLAYOUT、輸出線前面接一個雙線并繞的小磁環(huán),最少繞10圈整葡、在輸出整流管兩端并RC濾波器.

30---50MHZ普遍是MOS管高速開通關(guān)斷引起,可以用增大MOS驅(qū)動電阻,RCD緩沖電路采用1N4007慢管,VCC供電電壓用1N4007慢管來解決.

100---200MHZ普遍是輸出整流管反向恢復(fù)電流引起,可以在整流管上串磁珠

100MHz-200MHz之間大部分出于PFCMOSFET及PFC二極管,現(xiàn)在MOSFET及PFC二極管串磁珠有效果,水平方向基本可以解決問題,但垂直方向就很無奈了


開關(guān)電源的輻射一般只會影響到100M以下的頻段.也可以在MOS,二極管上加相應(yīng)吸收回路,但效率會有所降低件余。


1MHZ以內(nèi)----以差模干擾為主

1.增大X電容量;

2.添加差模電感;

-SPACING:0px;PADDING-TOP:0px;-webkit-text-size-adjust:auto;-webkit-text-stroke-width:0px">3.小功率電源可采用PI型濾波器處理(建議靠近變壓器的電解電容可選用較大些)。1MHZ---5MHZ---差模共脑饩樱混合啼器,采用輸入端并聯(lián)一系列X電容來濾除差摸干擾并分析出是哪種干擾超標并以解決:

1.對于差模干擾超標可調(diào)整X電容量,添加差模電感器,調(diào)差模電感量;

2.對于共模干擾超標可添加共模電感,選用合理的電感量來抑制;

3.也可改變整流二極管特性來處理一對快速二極管如FR107一對普通整流二極管1N4007俱萍。


5M---以上以共摸干擾為主端壳,采用抑制共摸的方法

對于外殼接地的,在地線上用一個磁環(huán)串繞2-3圈會對10MHZ以上干擾有較大的衰減作用;可選擇緊貼變壓器的鐵芯粘銅箔,銅箔閉環(huán).處理后端輸出整流管的吸收電路和初級大電路并聯(lián)電容的大小枪蘑。


對于20--30MHZ更哄,

1.對于一類產(chǎn)品可以采用調(diào)整對地Y2電容量或改變Y2電容位置;

2.調(diào)整一二次側(cè)間的Y1電容位置及參數(shù)值;

3.在變壓器外面包銅箔;變壓器最里層加屏蔽層;調(diào)整變壓器的各繞組的排布。

4.改變PCBLAYOUT;

5.輸出線前面接一個雙線并繞的小共模電感;

6.在輸出整流管兩端并聯(lián)RC濾波器且調(diào)整合理的參數(shù);

7.在變壓器與MOSFET之間加BEADCORE;

8.在變壓器的輸入電壓腳加一個小電容腥寇。

9.可以用增大MOS驅(qū)動電阻.

30---50MHZ普遍是MOS管高速開通關(guān)斷引起,

1.可以用增大MOS驅(qū)動電阻;

2.RCD緩沖電路采用1N4007慢管;

3.VCC供電電壓用1N4007慢管來解決;

4.或者輸出線前端串接一個雙線并繞的小共模電感;

5.在MOSFET的D-S腳并聯(lián)一個小吸收電路;

6.在變壓器與MOSFET之間加BEADCORE;

7.在變壓器的輸入電壓腳加一個小電容;

8.PCB心LAYOUT時大電解電容觅捆,變壓器赦役,MOS構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的小;

9.變壓器,輸出二極管栅炒,輸出平波電解電容構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的小掂摔。


50---100MHZ普遍是輸出整流管反向恢復(fù)電流引起术羔,

1.可以在整流管上串磁珠;

2.調(diào)整輸出整流管的吸收電路參數(shù);

3.可改變一二次側(cè)跨接Y電容支路的阻抗,如PIN腳處加BEADCORE或串接適當(dāng)?shù)碾娮?

4.也可改變MOSFET,輸出整流二極管的本體向空間的輻射(如鐵夾卡MOSFET;鐵夾卡DIODE乙漓,改變散熱器的接地點)级历。

5.增加屏蔽銅箔抑制向空間輻射.

200MHZ以上開關(guān)電源已基本輻射量很小,一般可過EMI標準叭披。

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