開關電源中EMI分析以及抑制技術

1、開關電源中的開關電源中的EMI分析以及抑制技術分析以及抑制技術The Future of Analog IC Technology The Future of Analog IC Technology內(nèi)容內(nèi)容 電磁兼容的簡介 開關電源中的電磁干擾分析 電磁干擾的抑制技術33The Future of Analog IC Technology電磁兼容電磁兼容電磁兼容電磁兼容EMC電磁干擾電磁干擾EMI電磁抗干擾電磁抗干擾EMS傳導發(fā)射傳導發(fā)射CE輻射發(fā)射輻射發(fā)射RE傳導抗干擾傳導抗干擾CS輻射抗干擾輻射抗干擾RSThe Future of Analog IC Technology電磁環(huán)境電磁環(huán)境

2、The Future of Analog IC Technology 干干擾導致設備系統(tǒng)性能下降、無法工作甚至損擾導致設備系統(tǒng)性能下降、無法工作甚至損壞壞 電網(wǎng)保護裝置誤電網(wǎng)保護裝置誤動作，動作，導致電網(wǎng)事故導致電網(wǎng)事故 通信故障、中斷，影響飛機導航危及人身安全通信故障、中斷，影響飛機導航危及人身安全電磁干擾的危害電磁干擾的危害The Future of Analog IC Technology電子設備損壞的原因電子設備損壞的原因，電磁干擾的危害電磁干擾的危害電磁干擾的危害不容小覷電磁干擾的危害不容小覷The Future of Analog IC TechnologyCISPR14 /EN5

3、5014 家電，電動工具家電，電動工具 CISPR15 /EN55015 照明產(chǎn)品照明產(chǎn)品CISPR22 /EN55022 開關電源開關電源 電磁干擾測試標準電磁干擾測試標準EN55022電磁干擾的標準電磁干擾的標準The Future of Analog IC TechnologyThe Future of Analog IC Technology 干擾源干擾源耦合路徑耦合路徑敏感設備敏感設備接受機接受機 開關電源開關電源LISN耦合路徑耦合路徑電磁兼容的三要素電磁兼容的三要素The Future of Analog IC Technology11Current,IswVoltage, Vs

4、w-MOS開通開通關斷關斷tt干擾源干擾源The Future of Analog IC Technology12Turn-onTurn-offttCurrent, IswVoltage, Vsw-Power Diode干擾源干擾源The Future of Analog IC Technology-變壓器，電感中的變壓器，電感中的du/dt變化變化干擾源干擾源The Future of Analog IC TechnologyLISN-線路阻抗穩(wěn)定性網(wǎng)絡線路阻抗穩(wěn)定性網(wǎng)絡濾除電力線中的干擾濾除電力線中的干擾阻止開關電源中的干擾進入到電力線阻止開關電源中的干擾進入到電力線在在150k-30MH

5、z頻率范圍內(nèi)能夠提供穩(wěn)定的頻率范圍內(nèi)能夠提供穩(wěn)定的50ohm電網(wǎng)電網(wǎng)差模噪聲差模噪聲共模噪聲共模噪聲1515V VP PC CPSPSLISNZ21C CPSPSV VP P- 反激耦合路徑反激耦合路徑1共模耦合路徑共模耦合路徑1616V VD1C CSPSPLISNZ21C CSPSPV VD1D1- 反激耦合路徑反激耦合路徑2共模耦合路徑共模耦合路徑1717V VD2D2C CPS2PS2LISNZ21C CPS2PS2V VD2D2- 反激耦合路徑反激耦合路徑3共模耦合路徑共模耦合路徑1818D D1 1D D2 2D D3 3D D4 4C CB BS SLISNLISNACACI I

6、S S-反激差模耦合路徑反激差模耦合路徑I IS SC CEquEqu. .LISN2ZEquivalent Noise Model差模耦合路徑差模耦合路徑1919The Future of Analog IC Technology 開關電源開關電源LISN耦合路徑耦合路徑 抑制干擾源抑制干擾源 切斷耦合路徑切斷耦合路徑如何抑制如何抑制EMI The Future of Analog IC Technology抑制干擾源抑制干擾源Dutyf1s rtftsf/1tA(t)FFTsfDuty1fA(f)rt1- 20dB/Dec- 40dB/Dec占空比，開關頻率，以及占空比，開關頻率，以及tr

7、、tf的影響的影響- FFT sfDuty1fA(f)rt1Duty Increasefs IncreasesfDuty1fA(f)rt1Tr/Tf Increasetr=tf-f傅里葉分析傅里葉分析 減小開關頻率減小開關頻率 減小減小du/dtThe Future of Analog IC Technology抑制干擾源抑制干擾源增大驅動電阻增大驅動電阻增加增加snubber電路電路EMI效率效率平衡平衡The Future of Analog IC Technology不抖頻抖頻抑制干擾源抑制干擾源FFTThe Future of Analog IC TechnologyMPS 工業(yè)抖頻電

8、源芯片工業(yè)抖頻電源芯片抑制干擾源抑制干擾源MPS料號料號HFC0310HF900HFC0500集成集成MOS控制器控制器900V控制器控制器功率功率=80W8W=80WX電容放電電容放電NoNoYes抖頻抖頻3.5%4%6.7% 高壓啟動高壓啟動NoYesYes降頻降頻 YESYESYES短路保護短路保護YESYESYES過壓保護過壓保護YES (Latch)YESYES輸入欠壓保護輸入欠壓保護HysteresisHysteresisTimer Based斜坡補償斜坡補償YESYESYESThe Future of Analog IC Technology抑制干擾源抑制干擾源HFC0500抖頻

9、控制電路抖頻控制電路2.72uA14pFThe Future of Analog IC Technology抑制差模噪聲抑制差模噪聲D1D2D3D4CBSLISNACS SI IS SC CEquEqu. .LISN2ZI IS SC CEquEqu. .LISN2Z增大電容或者增大電容或者增加增加LC濾波器濾波器271. 散熱器接原邊地散熱器接原邊地- 切斷散熱器的耦合路徑切斷散熱器的耦合路徑V VP P抑制共模噪聲抑制共模噪聲28C CSPSPV VD1D1CspCpsZcmVD1VP+-+ 輸出電壓比較低且原邊沒有屏蔽時，輸出電壓比較低且原邊沒有屏蔽時，Vp是主要共模干擾源是主要共模干擾

10、源 輸出電壓比較高且原邊有屏蔽時，需要考慮輸出電壓比較高且原邊有屏蔽時，需要考慮VD1的共模干擾的共模干擾抑制共模噪聲抑制共模噪聲2. 優(yōu)化變壓器的共模噪聲優(yōu)化變壓器的共模噪聲C CPSPSV VP PThe Future of Analog IC Technology變壓器的共模噪聲以及抑制變壓器的共模噪聲以及抑制BADCC-DA-BBA差C-DA-BBA好B-XC-DX-ABAxx最差2. 優(yōu)化變壓器的共模噪聲優(yōu)化變壓器的共模噪聲a. 改變變壓器的端子來減小改變變壓器的端子來減小CpsThe Future of Analog IC Technology變壓器的共模噪聲以及抑制變壓器的共模噪

11、聲以及抑制2. 優(yōu)化變壓器的共模噪聲優(yōu)化變壓器的共模噪聲b. 采用屏蔽較小采用屏蔽較小Cps304-X5-6X-3BAxxBADCipsispC CSPSPCps Ips V VP PC CPSPSLISNZ21The Future of Analog IC Technology變壓器的共模噪聲以及抑制變壓器的共模噪聲以及抑制2. 優(yōu)化變壓器的共模噪聲優(yōu)化變壓器的共模噪聲c. 平衡和干擾對消法平衡和干擾對消法-131BADC4-X5-6X-3BAxxipsisppips=isp，icm=0dC CSPSPCps Csp ips isp pIps VDVP *Cps= VD*(Csp+Ca)VP

12、VDicm1icm2CpsCspZcmVPVD+-+-CaC CSPSP變壓器的共模噪聲以及抑制變壓器的共模噪聲以及抑制3434Without CaddWith Cadd2. 優(yōu)化變壓器的共模噪聲優(yōu)化變壓器的共模噪聲c. 平衡和干擾對消法平衡和干擾對消法-2變壓器的共模噪聲以及抑制變壓器的共模噪聲以及抑制35352. 優(yōu)化變壓器的共模噪聲優(yōu)化變壓器的共模噪聲c. 平衡和干擾對消法平衡和干擾對消法-3變壓器的共模噪聲以及抑制變壓器的共模噪聲以及抑制The Future of Analog IC TechnologyPCB布局對噪聲的影響布局對噪聲的影響 輸入環(huán)路盡可能的小輸入環(huán)路盡可能的小 高頻環(huán)路盡可能小高頻環(huán)路盡可能小環(huán)路小環(huán)路小分開不同的環(huán)路分開不同的環(huán)路環(huán)路大環(huán)路大環(huán)路不分環(huán)路不分The Future of Analog IC Te