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杜佐兵
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開關電源的EMI分析策略2

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:EMC-分析與設計》

 

我們來通過設計細節來探討開關系統的EMI-輻射問題;

1.MOS管驅動電阻的設計對開關電源的輻射有比較大的影響;通過對方波及脈沖波的傅里葉變化,驅動電阻增大其諧波分量就會減少;開關電源要根據選擇的IC和MOS管的參數情況,一般情況下MOS的驅動電阻最好能大于或等于47R。降低驅動速度有利于改善MOS管與變壓器的輻射。如下圖:

  一般還有設計研發者,通過更改開關MOS器件來優化EMI設計的。

門極電阻值的大小,會影響MOSFET上升與下降沿速度(tr,tf)RR主管上升;

RF主管下降;也就影響了干擾源的頻譜;F=1/(ЛTr)

MOS開關(DRV-f)速度就影響了干擾源源頭的大小,過慢的DRV-f就會增加了MOSFET的開關的損耗;這時候要注意開關器件的溫升是否符合標準了!

 

2.若輻射在30MHZ-80MHZ之間的設計裕量不夠,還可適當地增加MOS管DS之間的電容值,以達到降低輻射量的效果。注意:這個電容我推薦要小于220PF;否則同樣要注意開關器件的溫升是否符合標準了!

 

3.在變壓器與MOS管D極之間如果能串入一個磁珠,也以降低MOS管電流的變化速度,這個設計可以降低上面的EMI輻射,提高設計裕量。推薦這個做法來解決開關MOS的溫升問題!!還有的可以調整上面的參數設計,三種手段同時施加;再配合我的:《開關電源:EMC的分析與設計》快速設計理論 可以輕松搞定開關電源的EMI的問題啦;

4.若在輸入AC線上套個磁環再繞上3圈,如果可以降低40-100MHZ之間輻射值;那么轉化在電路設計時,就可以在輸入EMI濾波部分中串入磁珠或采用如下方法增加磁珠就會達到同樣的效果。還有最簡單的方法是在L,N回路中分別加上兩個磁珠。

5.在輸出整流二極管上套磁珠,建議要把磁珠套在其電壓動點變化的地方,其放置在變壓器輸出接整流二極的地方;同時還要注意:次級輸出整流二極管的鉗位RC吸收電路,雖然di/dt比較小,但也盡量減少其環路面積,此環路對控制高頻的EMI也很關鍵。

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  • dfhkll 2022-03-20 22:42
    杜老師,反激30W充電器在110V輸入時30M-40M超標,加大驅動沒用,把Y電容改小就好了,但220V時傳導1M左右又超了。
    回復
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