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科普知識
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單路平板開關電源

開關電源的EMI整改Issue分析

發布日期:2022-04-18 點擊率:92

對于開關電源系統。

因為任何產品都要有電源來供電,此處沒有處理好一定會影響到其它的地方。

不論是什么產品-它的輻射或傳導主要由這個產品內部的敏感器件造成的。

對于電源產品主要的EMC器件是:

開關MOS管、開關變壓器、輸出整流二極管

從綜合角度來看,只要解決好這三個方面的協調問題EMC就不難搞定。

而解決EMC的方法概括來說就是:

消除干擾源、切除干優傳導的途徑、疏導干擾源。

a.消除就是用將干擾源通過熱能的方式損耗掉,這種是制本的方式。

b.切除干擾傳導的途徑就是將干擾向外傳遞的路徑切斷,

使其無法向外干擾,也就是我們常做的濾波,屏蔽等方法。

c.疏導干擾源這種就是將干擾源引到不是敏感的器件及位置上;

如旁路,去藉,接地等方式。

如果對于EMC方面高效設計的細節可參考我的:

《開關電源的EMC-分析與設計》

先分析一個設計細節來探討開關系統的EMI問題;

1、在FLY(反激式)電源中,Y電容接初級地與次級地之間在>10MHZ的傳導&輻射測試時,我們有時會發現要比Y電容接在高壓(電解電容正端)與次級地之間要高個幾dB左右。(電子設計者的疑問?)

答案:從應用和設計來說:我們還也要看情況而定。

A.對于功率等級較大的設計來說;產品及設備都會有金屬背板或金屬外殼的設計;對于此類的設計應用Y電容接初級地與次級地,這個是推薦的應用接法,系統會有更優的EMC性能。(EMI&EMS都更容易設計)Y電容的接入還要看系統的回流路徑的環路面積。

B.對于低功率等級的設計來說:產品的應用大多為浮地設計;如下圖:

如果系統采用PI公司的集成MOS的設計應用方案;開關電源沒有輔助繞組供電的內部自供電技術,同時變壓器設計采用法拉第電磁屏蔽繞組的設計。

這時Y電容的接法就要建議使用Y電容接在高壓(電解電容正端)與次級地之間接法,此時的EMI測試結果肯定比接初級地與次級地之間要好很多。

C.對于有輔助繞組控制的PI電源系統;Y電容的接法就要注意了;接的不好會有EMS的問題。如下圖:

不合理的布線及Y電容的設計就會帶來EMS的設計問題。

解決措施:帶來好的EMC性能。如下圖設計:

D.再來分析一下實際Y電容的應用案例:

Y電容回路影響。如下圖(小功率電源):

將圖中:CY1=2.2nF,去掉CY2(器件不焊接)測試數據如下:

將圖中:CY2=2.2nF,去掉CY1(器件不焊接)測試數據如下:

實驗結果:不同Y電容回路,在垂直方向輻射相差幾個dB的效果。

結果分析:

Y電容將流過變壓器的共模電流要進行回路為差模電流以改善EMI,該回路為輻射干擾源,回路面積越小EMI越好。小的回路就會有更好的EMI性能。

EMI測試的效果差異,我們要用理論和實際情況相結合;我們的結論才不會產生誤導;便于我們真正的解決碰到的EMC設計問題。

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