開關(guān)電源EMI產(chǎn)生機理及整改經(jīng)驗總結(jié)

1、精品文檔開關(guān)電源 EMI 產(chǎn)生機理及整改經(jīng)驗總結(jié)整理：柏自飛共模（ CM）干擾變換器工作在高頻情況時，由于dv/dt很高，激發(fā)變壓器線圈間、以及開關(guān)管與散熱片間的寄生電容，從而產(chǎn)生了共模干擾。 如圖 1 所示，共模干擾電流從具有高 dv/dt的開關(guān)管出發(fā)流經(jīng)接地散熱片和地線， 再由高頻 LISN 網(wǎng)絡(luò)（由兩個 50 電阻等效）流回輸入線路。圖 1典型開關(guān)變換器中共模、差模干擾的傳播路徑根據(jù)共模干擾產(chǎn)生的原理，實際應(yīng)用時常采用以下幾種抑制方法：1 ）優(yōu)化電路器件布置，盡量減少寄生、耦合電容。2 ）延緩開關(guān)的開通、關(guān)斷時間。但是這與開關(guān)電源高頻化的趨勢不符。3）應(yīng)用緩沖電路，減緩dv/dt的變化率

2、。差模（ DM）干擾開關(guān)變換器中的電流在高頻情況下作開關(guān)變化，從而在輸入、輸出的濾波電容上產(chǎn)生很高的di/dt，即在濾波電容的等效電感或阻抗上感應(yīng)了干擾電壓。這。1 歡迎下載精品文檔時就會產(chǎn)生差模干擾。 故選用高質(zhì)量的濾波電容 （等效電感或阻抗很低） 可以降低差模干擾。輻射干擾的產(chǎn)生和傳播輻射干擾又可分為近場干擾測量點與場源距離 < /6 （ 為干擾電磁波波長）和遠(yuǎn)場干擾（測量點與場源距離 > /6 ）。由麥克斯韋電磁場理論可知，導(dǎo)體中變化的電流會在其周圍空間中產(chǎn)生變化的磁場， 而變化的磁場又產(chǎn)生變化的電場，兩者都遵循麥克斯韋方程式。 而這一變化電流的幅值和頻率決定了產(chǎn)生的電磁場的

3、大小以及其作用范圍。 在輻射研究中天線是電磁輻射源， 在開關(guān)電源電路中，主電路中的元器件、 連線等都可認(rèn)為是天線， 可以應(yīng)用電偶極子和磁偶極子理論來分析。分析時，二極管、開關(guān)管、電容等可看成電偶極子；電感線圈可以認(rèn)為是磁偶極子 ;一 1MHZ以內(nèi)，以差模干擾為主。（整改建議）1. 增大 X電容量；2. 添加差模電感；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 ) 。二 . 1MHZ-5MHZ，差模共?；旌?，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(biāo)并以解決，（整改建議）1. 對于差模干擾超標(biāo)可調(diào)整 X 電容量 , 添加差模電感器

4、，調(diào)差模電感量；2. 對于共模干擾超標(biāo)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。三 .5M 以上，以共摸干擾為主，采用抑制共摸的方法（整改建議）。2 歡迎下載精品文檔1. 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。四 . 20-30MHZ ，（整改建議）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

5、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 PCB LAYOUT；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 BEAD CORE；8. 在變壓器的輸入電壓腳加一個小電容。9. 可以用增大 MOS驅(qū)動電阻 .五 30-50MHZ，普遍是 MOS管高速開通關(guān)斷引起。（整改建議）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

6、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 BEAD CORE；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，變壓器， MOS構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的?。?. 變壓器，輸出二極管， 輸出平波電解電容構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的小。六 50-100MHZ，普遍是輸出整流管反向恢復(fù)電流引起。3 歡迎下載精品文檔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 BEAD CORE 或串接適當(dāng)?shù)碾娮瑁?. 也可改變 MOS

7、FET，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，改變散熱器的接地點）；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，一般均可過EMI 標(biāo)準(zhǔn)。輻射超標(biāo)要先判定以下信息，通常整改的流程：1. 輻射超標(biāo)的極化方向：是垂直還是水平？2. 初步判定輻射器是什么？如果是電源適配器，你可以把輸出線全部放到測試桌上，這時 AC 輸入線是垂直的，輸出線是水平的?？梢猿醪脚卸ㄝ椛潋}擾來自輸入線還是輸出線， 當(dāng)然還有一個因素可能是電源本身發(fā)出的這要另外再分析。3. 判定騷擾信號的特性： 共模還是差模？如果輻射騷擾水平和垂直都存在的話，那這個騷擾的特

8、性是共模的；如果是騷擾超標(biāo)僅僅存在于水平或是垂直，那就是差模的。4. 按照騷擾信號的特性，輻射器的位置，可以初步判定騷擾源和騷擾耦合的路徑，根據(jù)這個信息，可以對 EMI的三要素做對策：首先是抑制騷擾源，其次是調(diào)整騷擾路徑，最后是調(diào)整輻射器或交敏感器件。5. 抑制騷擾源， 通常是開關(guān)管， 二極管和變壓器等， 對策無非是加 Bead core 或是 Vds 并合適的電容，抑或是調(diào)整 Snubber 線路或加 RC緩沖線路。這里強調(diào)以下在設(shè)計初期選擇線路拓?fù)鋵?EMI 的影響，比如諧振或是軟開關(guān)，抖頻的選擇都是有助于 EMI的。6. 調(diào)整騷擾路徑，這要判定是共模還是差模，不管對傳導(dǎo)還是輻射，都是有必

9、要的。不管是傳導(dǎo)還是輻射都是有回路的，那就存在阻抗，所以我們能夠做的有兩點：一是調(diào)整回路，比如對騷擾信號接地處理，就是使其回到源端，增加解耦的電容也是這個原理； 其次是增加阻抗，比如加 Bead core 或。4 歡迎下載精品文檔是加入電感或是濾波器， 就是在調(diào)整騷擾回路的阻抗， 因為騷擾回路有很多，關(guān)系到電磁場的轉(zhuǎn)換，共模差模的轉(zhuǎn)換，有點復(fù)雜就不能一兩句說明白，但是對電感，磁珠的高頻阻抗特性，要了解，知道針對不同的頻率超標(biāo)，選擇不同的材料，比如剛才說的解耦電容， 0.1uF 和 0.01uF 對應(yīng)的頻率范圍是不同的。7. 調(diào)整輻射器或是敏感線路： 這個對策比較好理解， 如果是從 AC或 DC輸入輸出線上出來的信號，可以在線上做對策，比如屏蔽，加Core 之類的，注意屏蔽的方式補充說明 :開關(guān)電源高頻變壓器初次間一般是屏蔽層的，以上未加綴述。開關(guān)電源是高頻產(chǎn)品， PCB的元器件布局對 EMI 有直接關(guān)系， MOS漏極銅箔走線環(huán)路