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一個(gè)電源EMI的實(shí)際整改過(guò)程

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一個(gè)電源EMI的實(shí)際整改過(guò)程

說(shuō)到EMC的整改問(wèn)題,相信各位接觸過(guò)的工程師都會(huì)有很刻記憶。在網(wǎng)上或身邊也了解一些朋友對(duì)EMC的認(rèn)識(shí),有的朋友認(rèn)為不是自己設(shè)計(jì)的電路或自己布的PCB,那別人就對(duì)這個(gè)電源適配器過(guò)EMC沒(méi)有更好的方法,還有的一些朋友對(duì)電源的IC的功能情有獨(dú)鐘,他們可以分析出很多的情況。認(rèn)為是這個(gè)IC的功能影響到了產(chǎn)品的EMC的指標(biāo)。從我做EMC的整改經(jīng)驗(yàn)來(lái)看我不能認(rèn)同這些朋友的意見(jiàn)。我從事整改好幾年經(jīng)我手整改過(guò)的產(chǎn)品有電源,有陸軍標(biāo)的逆變電源,有工業(yè)電源,也有大功率的LED電源,還有音視頻產(chǎn)品,我對(duì)這些產(chǎn)品的工和原理只是知道個(gè)大概,無(wú)論如何也比不上各位工程師,但一樣可以把這些產(chǎn)品整改符合EMC的要求。

 

下面敘述一個(gè)電源適配器EMI的實(shí)際整改過(guò)程

 

一個(gè)二十幾瓦的電源適配器。我就結(jié)合測(cè)試的曲線說(shuō)一下我的整改經(jīng)過(guò)吧。

 

先上一個(gè)測(cè)試不通過(guò)的曲線:

電源EMI測(cè)試不通過(guò)的曲線 

電源EMI測(cè)試不通過(guò)的曲線

25W開(kāi)關(guān)電源空間輻射的H方向的曲線 

上圖是空間輻射的H方向的曲線 

 

以上這個(gè)電源是一個(gè)25W左右的開(kāi)關(guān)電源,電源的電路圖因?yàn)榭蛻?hù)原因不方便上傳,但可以跟大家先說(shuō)明一下,此電路用了一個(gè)0.1uF的X電容和一個(gè)30mH的共模電感。次級(jí)輸出加了一個(gè)50uH的工字電感。客戶(hù)整改要求整改方案要能量產(chǎn)。  

 

我拿到產(chǎn)品后首先看了一下這個(gè)產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)MOS管和雙向二極管所帶的散熱片都是沒(méi)有接入熱地的。(也就是電源初級(jí)邊的電解電容的負(fù)極。變壓器內(nèi)有一層線圈繞制的屏蔽并接入熱地。  

 

我的整改方案,如下: 

 

從傳導(dǎo)的曲線上1MHz前超標(biāo)的情況可以看出差模電容X太小了,所以修改了X電容變成0。22uF。而1-5MHz之間也超標(biāo),所以增加共模電感到50mH ,這項(xiàng)頻率超標(biāo)一般主要是有變壓器的漏感造成的。在變壓器的外面增加了一個(gè)屏蔽銅箔,并接入熱地。(同時(shí)做了別外一個(gè)變壓器,去除原變壓器內(nèi)部的屏蔽層,改變了變壓器的繞線方式,在變壓器的外面做了屏蔽并接入熱地用備用)  

 

同時(shí)將MOS管和雙向二極管的散熱片也接入熱地。同時(shí)將MOS管的D、S兩腳間增加了一個(gè)101/1KV的電容,做完以上的整改方案后做了一次測(cè)試。曲線見(jiàn)下面: 

EMI整改方案 

此圖為客戶(hù)原板上所用變壓器,我只在外面增加一個(gè)屏蔽層。測(cè)試可以通過(guò)不過(guò)余量很小只有1dB。顯然來(lái)能保障批量生產(chǎn)可能造成的不確定性。

 

下圖為空間輻射的曲線V方向雖然也能通過(guò)但余量也是很小。

空間輻射的曲線V方向 

下圖為H方向的曲線,可以看到100-120MHz段還有超標(biāo)的情況。

H方向的曲線 

根據(jù)以上的情況我做了第二次修改,將變壓器更新成我前面提到過(guò)的改變了繞線方式的變壓器。用我的頻譜分析儀重新查看了一產(chǎn)品的變壓器的位置和MOS管的位置。發(fā)現(xiàn)MOS管的位置曲線不是有點(diǎn)高,并且成有規(guī)律的波形 

一個(gè)電源EMI的實(shí)際整改過(guò)程 

于是用頻譜分別對(duì)MOS管的G、D、S三個(gè)腳接觸看一下是哪個(gè)腳是輻射源,發(fā)現(xiàn)D極的輻射源最大。于是我在D極上串了一個(gè)通用的插件磁珠。(¢3.5*8)再看MOS管的頻譜曲線如下: 

 

大家可以看到此時(shí)MOS管的輻射明顯減小而且更平穩(wěn)了一些.于是第二次做了測(cè)試.結(jié)果如下: 

MOS管的輻射明顯減小 

從上圖可以看到此時(shí)的傳導(dǎo)已經(jīng)非常的好,余量最小的為8.6dB. 

V方向空間輻射曲線最小余量為8.3dB 

上圖為V方向空間輻射曲線最小余量為8.3dB.

H方向的曲線余量更大 

上圖為H方向的曲線余量更大。

 

經(jīng)過(guò)兩次的修改該產(chǎn)品順利的符合了客戶(hù)要求的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。

 

最終的整改方案為:

 

1. 將MOS管,雙向二極管的散熱片面接入電源的熱地。

 

2. 將X電容改為0.22uF。

 

3. 將共模電感改為50mH. 

 

4. 在MOS管的D線電路的正面串入一個(gè)插件的磁珠。去消在D、S間并接的101電容。

 

5. 將變壓器的繞線方式改變了一下,取消內(nèi)部的屏蔽,而在外部加了一個(gè)屏蔽層。并接入熱地。

  

小結(jié)一下:

 

其實(shí)EMC的整改主要是電源的整改因?yàn)槿魏萎a(chǎn)品都要有電源來(lái)供電,此處沒(méi)有處理好一定會(huì)影響到其它的地方。不論是什么產(chǎn)品它的輻射或傳導(dǎo)主要有這個(gè)產(chǎn)品內(nèi)部的敏感元器件造成的。對(duì)于電源產(chǎn)品主要有的敏感元器件就是變壓器、MOS管、二極管。所以只要解決好這三個(gè)方面的協(xié)調(diào)問(wèn)題EMC就不難搞定。而解決EMC的方法概括來(lái)說(shuō)就是:消除干擾源、切除干優(yōu)傳導(dǎo)的途徑、疏導(dǎo)干擾源。

 

a.消除就是用將干擾源通過(guò)熱能的方式損耗掉,這種是制本的方式。 

 

b.切除干擾傳導(dǎo)的途徑就是將干擾向外傳遞的路徑切斷,使其無(wú)法向外干擾,也就是我們常做的濾波,屏蔽等方法。 

 

c.疏導(dǎo)干擾源這種就是將干擾源引到不是敏感的元器件上如旁路,去藉,接地等方式


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| 發(fā)布時(shí)間:2018.05.17    來(lái)源:電源適配器
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