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开关电源系统-EMI辐射 超标解决思路分析-1

导读: 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。

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-开关电源系统FLY架构.系统进行辐射测试时,EMI超标;

原理方案如下图:

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!!

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:50MHZ-200MHZ满足限值要求并有较好的裕量!

案例二开关电源系统PFC+LLC系统架构.系统进行辐射测试时,EMI超标;

原理方案如下图:

产品在进行EMI-辐射测试时,出现30MHZ附近测试裕量不足;如下曲线!

按照《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:检查PFC电路MOS驱动及LLC-MOS的驱动上升沿及下降沿的设计进行参数优化:

A. PFC电路

整改优化方案:R11改为62R,C9-220PF;

B.LLC电路

整改优化方案:R8,R15改为62R,C16-220PF, C6-220PF;

进行测试评估:30MHZ-50MHZ满足限值要求(降低>4dB)并有较好的裕量!

解决问题的基本思路:

噪声源的分析:开关MOS管,开关变压器,输出整流二极管及后级变换电路

噪声特性:开关管的上升沿及下降沿的谐波;开关回路布局布线谐振等等

噪声源的源头:上面的案例通过测试Data就已经清楚;从源头上优化是最快的设计方法!单往往要注意器件的温升问题;特别对于散热器散热设计不足的方案!!这时我们往往同时需要在路径上进行优化了!!!当然能从源头上解决的问题建议从源头进行解决!

噪声源路径:等电位的导体都能互连在一起,能连的都连上;不能连的用电容连上即使用Y电容技巧!

要让辐射源不要流过这个等效的天线模型或者流过的等效的环路路径最短/等效的回路回流路径最小化!(阿杜老师的实战技巧)

上面的案例都是通过我的《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:进行优化达到设计要求;如下理论:

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

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

更多技术设计应用及技术交流;请关注阿杜老师

《电子产品:可靠性与电磁兼容实战分析与设计》

杜佐兵

电磁兼容(EMC)线上&线下高级讲师

杜佐兵老师在电子行业从业近20年,是国家电工委员会高级注册EMC工程师,武汉大学光电工程学院、光电子半导体激光技术专家。目前专注于电子产品的电磁兼容设计、开关电源及LED背光驱动设计。

2019年在电源网的研讨会和大家有缘相聚!

更多应用细节& EMC知识参考文献设计:

任何的EMC及电子电路的可靠性设计疑难杂症;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及电路设计涉及面比较广;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!

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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