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开关电源的EMI整改Issue分析

导读: 因为任何产品都要有电源来供电,此处没有处理好一定会影响到其它的地方。

对于开关电源系统。

因为任何产品都要有电源来供电,此处没有处理好一定会影响到其它的地方。

不论是什么产品-它的辐射或传导主要由这个产品内部的敏感器件造成的。

对于电源产品主要的EMC器件是:

开关MOS管、开关变压器、输出整流二极管。

从综合角度来看,只要解决好这三个方面的协调问题EMC就不难搞定。

而解决EMC的方法概括来说就是:

消除干扰源、切除干优传导的途径、疏导干扰源。

a.消除就是用将干扰源通过热能的方式损耗掉,这种是制本的方式。

b.切除干扰传导的途径就是将干扰向外传递的路径切断,

使其无法向外干扰,也就是我们常做的滤波,屏蔽等方法。

c.疏导干扰源这种就是将干扰源引到不是敏感的器件及位置上;

如旁路,去藉,接地等方式。

如果对于EMC方面高效设计的细节可参考我的:

《开关电源的EMC-分析与设计》

先分析一个设计细节来探讨开关系统的EMI问题;

1、在FLY(反激式)电源中,Y电容接初级地与次级地之间在>10MHZ的传导&辐射测试时,我们有时会发现要比Y电容接在高压(电解电容正端)与次级地之间要高个几dB左右。(电子设计者的疑问?)

答案:从应用和设计来说:我们还也要看情况而定。

A.对于功率等级较大的设计来说;产品及设备都会有金属背板或金属外壳的设计;对于此类的设计应用Y电容接初级地与次级地,这个是推荐的应用接法,系统会有更优的EMC性能。(EMI&EMS都更容易设计)Y电容的接入还要看系统的回流路径的环路面积。

B.对于低功率等级的设计来说:产品的应用大多为浮地设计;如下图:

如果系统采用PI公司的集成MOS的设计应用方案;开关电源没有辅助绕组供电的内部自供电技术,同时变压器设计采用法拉第电磁屏蔽绕组的设计。

这时Y电容的接法就要建议使用Y电容接在高压(电解电容正端)与次级地之间接法,此时的EMI测试结果肯定比接初级地与次级地之间要好很多。

C.对于有辅助绕组控制的PI电源系统;Y电容的接法就要注意了;接的不好会有EMS的问题。如下图:

不合理的布线及Y电容的设计就会带来EMS的设计问题。

解决措施:带来好的EMC性能。如下图设计:

D.再来分析一下实际Y电容的应用案例:

Y电容回路影响。如下图(小功率电源):

将图中:CY1=2.2nF,去掉CY2(器件不焊接)测试数据如下:

将图中:CY2=2.2nF,去掉CY1(器件不焊接)测试数据如下:

实验结果:不同Y电容回路,在垂直方向辐射相差几个dB的效果。

结果分析:

Y电容将流过变压器的共模电流要进行回路为差模电流以改善EMI,该回路为辐射干扰源,回路面积越小EMI越好。小的回路就会有更好的EMI性能。

EMI测试的效果差异,我们要用理论和实际情况相结合;我们的结论才不会产生误导;便于我们真正的解决碰到的EMC设计问题。

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