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杜佐兵
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開關電源的EMI分析策略3

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、電感&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》

 

我們來通過設計細節來探討開關系統的PCB-設計問題;

PCB的基本設計方法如下圖:

開關電源PCB設計總體原則

*拓撲電流回路面積最小化;脈沖電流回路路徑最小化。

*對于隔離拓撲結構,電流回路被變壓器隔離成兩個或多個回路(原邊和副邊),電流回路面積及路徑要分開最小化布置。

*如果電流回路有個接地點,那么接地點要與中心接地點重合;

*實際設計時,我們會受到條件的限制;

2個回路的電容可能不好近距離的共地!

設計的關鍵點:

我們要采用電氣并聯的方式就近增加一個電容達成共地(如上圖)!!

最優化我們的環路面積設計!!!以下關鍵點請注意:

1.初級RCD吸收鉗位電路流的電流為快速瞬間電流,因而此環路的面積也要盡量少。

2.輸出次極整流二極管整流環路,流過幅值很高的開關變換電流,在電源中成為最強的電場功率輻射天線之一,因而其環路面積必須最小化。

3.輸出次級整流二極管的鉗位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很關鍵。

4.如果VCC輔助供電繞組需要提供較大的電流時,也應盡可能降低其環路面積。

5.從開關電源變壓器的角度來分析,連接其動點即“熱點”器件的走線長度盡量小,較長的走線有較大的走線電感,同時這些信號會通過容性耦合到大地上,從而造成更多的共模EMI干擾。

6.再比如TV的整機EMI測試中,數據線,電源線,音頻線,面板控制線一定要布局好并固定好位置!

注意:

A.相關的接口連接線不能從晶振旁邊穿過或靠近它。 

B.相關的接口及連接線不能從CPU/主芯片及數字信號源旁邊或正面下方穿過。即:連接線不能從干擾源(快速變化的信號)正面,下面及旁邊經過,否則經過一系列的耦合變換,在連接線上就會使輻射干擾增大,就會造成怎么整改電源設計都沒有效果的情況!碰到這種情況請先檢查系統的布線及連接線的放置;通過調整連接線的位置就能大致進行判斷!

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