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开关电源系统:PCB布局布线耦合EMI-Issue分析!

A.在实际中我们还有10%的EMI的问题也是众多设计师们没有注意的问题!从而要从PCB的分析来入手!!分析框图结构如下:

1.感性耦合路径问题

注意电路中的感性元器件:电感 及 变压器等等;

2.容性耦合路径问题

注意电路中任意相近的两根电流导线都会存在分布电容耦合:临近PCB走线 及 关键走线&连接线等等;

B.我在进行特殊例分析时就出现实际的案例;EMI传导设计-中高频部分优化我们共模滤波器没有明显的效果;分析框图结构如下:

如果我们的EMI电路的滤波电路使用2级滤波器结构;当共模电感大小和结构无论怎么调整测试都不能解决>500KHZ- -10MHZ的EMI传导问题;首先通过EMI的路径分析;如果使用2级共模滤波器(共模电感感量及绕制OK!)完全足够解决150KHZ-10MHZ的传导干扰;如有问题就要进行分析如下:

1.检查PCB设计电路中的BUCK/BOOST(或PFC电路)电感距离输入EMI滤波器的位置;BUCK/BOOST电路的高压电容的环路及续流二极管的环路面积情况,重点分析检查其走线是否靠近输入滤波器走线!进行基本的PCB布局布线分析!!

2.采用最简单有效的方式来判断问题;使用一个磁环将交流输入电源线绕3圈及以上;EMI超标点立刻降低或消失,甚至通过EMI测试!?分析数据!!

3.通过上面的磁环验证很明显我们可以找到解决问题的方法:去掉1级共模电感;使用一个双线并绕的共模电感(1-5mH均可)放置在电路板的电源线入口进行测试;测试EMI测试数据是否达到5dB以上的裕量!从而可以确定问题;

由此确定好系统的EMI路径后,按照我的理论将电路板PCB布局布线进行优化,使用最优化的EMI滤波器结构可以节省很大的设计成本!

如下电路板的PCB布局布线就是典型上述设计例外情况:

测试传导数据:400K-3MHZ的EMI传导测试数据很高!

该电路板为带PFC电源设计的3in1 信息&控制&显示TV板

按照上面的1,2,3条进行检查同时解决了EMI问题!

上面的布局布线PFC的两个环路就出现了上图示的耦合问题;调整一下布局布线结构可以将其中一只共模电感移到交流输入端口;不想进行任何改变的话,在交流输入口增加双线并绕的共模电感(3-5mH)也可以直接搞定!

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