开关电源系统-FLY的EMI辐射:超标案例分析
EMC在电子产品/设备已经成为可靠性的重要组成部分;将越来越被重视!特别对于我们的工业&消费类产品要求满足其相应的认证和出口要求,对应的国家政策也在不断完善;同时国际贸易的深化发展;EMC技术成为电子产品/设备必过的硬性指标!
目前开关电源由于其体积小,效率高在电子产品&设备中被广泛应用。我的《开关电源:EMC的分析与设计》这门课程帮助了很多人都很轻松解决了开关电源中碰到的EMI问题;我再将客户端解决问题的思路分享给大家
案例-开关电源FLY-TV系统.系统进行辐射测试时,EMI超标;原理方案如下图:
从电路板的原理图上看,其原理示意图的设计对EMI都有预设;
系统电路板的整体结构如下:
从上面的电路板的整体布局来看;系统采用两级共模滤波器的结构;注意FLY-开关MOS的散热器与输入共模电感的距离不能过近;过近的设计会出现系统的EMI的容性耦合干扰问题:
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;散热器等等;
实际在线路的设计有两级的共模滤波器的设计,设计有足够高的高频阻抗;得到的插入损耗特性也越好;因此EMI-传导测试没有问题!
1. 产品在进行EMI-辐射测试时,出现超标;如下曲线!
从测试曲线分析来看;该电源板的超标的频段:50MHZ-200MHZ以内;并且其超标的数据不高;处理方法会比较多;从《开关电源:EMC的分析与设计》开关电源的辐射的快速设计理论:我们采用最快的方法搞定EMI-辐射的问题,不改变电路板的布局布线;优化器件参数是性价比最高的方法!!
EMI-周期信号的信号沿变化的实质:改变周期信号的上升沿和下降沿可以改变方波,脉冲波,梯形波的多次谐波频谱特性
2. 产品的PCB板如下:
次级Y电容的大小及连接方式也会影响50MHZ-200MHZ的EMI测试Data;其Y电容的位置及连接方式从本设计来还比较优化;基本可以不需要进行措施改进!
3.通过快速设计法,我们优先检查MOS的上升沿和下降沿的参数设计,同时确认开关MOS的最高工作温度符合可靠性设计的要求:
通过上面的原理图的细节分析其FLY-MOS的关断电路,在图中电路中采用三极管方式来可以加速MOS管关断时间;其三极管的关断电阻为10R;这样其关断的速度将加快;增加的三极管的关断电路的目的是不让大的放电电流进入IC;
由此可以从增加这个关断电阻的阻值和调整并联MOS电容大小的方式进行最佳化设计!
图中红色标示的电容C106为100PF/1KV;可以优化为220PF/1KV
开关MOS的关断的电阻改为100R
进行测试评估:
优化后50MHZ-200MHZ的EMI-辐射的问题搞定设计!
通过案例实践分析及成本最佳化思路;我的EMI设计理念主体内容如下:
A.确认噪声源
B.了解噪声源的特性
C.确认噪声源的传递路径;
D.分析确认后成本最佳化设计;
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《电子产品:可靠性与电磁兼容实战分析与设计》
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任何的EMC问题及疑难杂症;先分析再设计才是高性价比的设计!
实际应用中电子产品的EMC涉及面比较广;我的系统理论及课程再对电子设计师遇到的实际问题 进行实战分析!先分析再设计;实现性价比最优化原则!
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