開(kāi)關(guān)電源EMI產(chǎn)生機(jī)理及整改經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1、開(kāi)關(guān)電源EMI產(chǎn)生機(jī)理及整改經(jīng)驗(yàn)總結(jié)開(kāi)關(guān)電源EMI產(chǎn)生機(jī)理及整改經(jīng)驗(yàn)總結(jié)整理：柏自飛共模（CM干擾變換器工作在高頻情況時(shí)，由于 dv/dt很高，激發(fā)變壓器線圈間、以及 開(kāi)關(guān)管與散熱片間的寄生電容，從而產(chǎn)生了共模干擾。如圖1所示，共模干擾電 流從具有高dv/dt的開(kāi)關(guān)管出發(fā)流經(jīng)接地散熱片和地線，再由高頻LISN網(wǎng)絡(luò)（由 兩個(gè)50Q電阻等效）流回輸入線路。圖1 典型開(kāi)關(guān)變換器中共模、差模干擾的傳播路徑根據(jù)共模干擾產(chǎn)生的原理，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常采用以下幾種抑制方法：1 ）優(yōu)化電路器件布置，盡量減少寄生、耦合電容。2）延緩開(kāi)關(guān)的開(kāi)通、關(guān)斷時(shí)間。但是這與開(kāi)關(guān)電源高頻化的趨勢(shì)不符。3）應(yīng)用緩沖電路，減緩dv/d

2、t的變化率。差模（DM干擾開(kāi)關(guān)變換器中的電流在高頻情況下作開(kāi)關(guān)變化，從而在輸入、輸出的濾波電容上產(chǎn)生很高的di/dt ,即在濾波電容的等效電感或阻抗上感應(yīng)了干擾電壓。這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生差模干擾。故選用高質(zhì)量的濾波電容（等效電感或阻抗很低）可以降 低差模干擾。輻射干擾的產(chǎn)生和傳播輻射干擾又可分為近場(chǎng)干擾測(cè)量點(diǎn)與場(chǎng)源距離 入/6 （人為干擾電磁波 波長(zhǎng)）和遠(yuǎn)場(chǎng)干擾（測(cè)量點(diǎn)與場(chǎng)源距離 入/6）。由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知， 導(dǎo)體中變化的電流會(huì)在其周圍空間中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)， 而變化的磁場(chǎng)又產(chǎn)生變化 的電場(chǎng)，兩者都遵循麥克斯韋方程式。而這一變化電流的幅值和頻率決定了產(chǎn)生 的電磁場(chǎng)的大小以及其作用范圍。 在輻射研

3、究中天線是電磁輻射源，在開(kāi)關(guān)電源 電路中，主電路中的元器件、連線等都可認(rèn)為是天線，可以應(yīng)用電偶極子和磁偶 極子理論來(lái)分析。分析時(shí)，二極管、開(kāi)關(guān)管、電容等可看成電偶極子；電感線圈 可以認(rèn)為是磁偶極子；一.1MHZ以內(nèi)，以差模干擾為主。（整改建議）1 .增大X電容量；2 .添加差模電感；3 .小功率電源可采用PI型濾波器處理（建議靠近變壓器的電解電容可 選用較大些）。1MHZ-5MHZ差模共?；旌?，采用輸入端并聯(lián)一系列 X電容來(lái)濾除差摸干擾并分析出是哪種干擾超標(biāo)并以解決，（整改建議）1 .對(duì)于差模干擾超標(biāo)可調(diào)整 X電容量，添加差模電感器，調(diào)差模電感量；2 .對(duì)于共模干擾超標(biāo)可添加共模電感，選用合理

4、的電感量來(lái)抑制；3 .也可改變整流二極管特性來(lái)處理一對(duì)快速二極管如FR107 一對(duì)普通整流二極管1N400%3 .5M以上，以共摸干擾為主，采用抑制共摸的方法（整改建議）1 .對(duì)于外殼接地的，在地線上用一個(gè)磁環(huán)用繞2-3圈會(huì)對(duì)10MHz以上干 擾有較大的衰減作用；可選擇緊貼變壓器的鐵芯粘銅箔，銅箔閉環(huán). 處理后端輸出整流管的吸收電路和初級(jí)大電路并聯(lián)電容的大小。4 .20-30MHZ,（整改建議）1 .對(duì)于一類產(chǎn)品可以采用調(diào)整對(duì)地 Y2電容量或改變Y2電容位置;2 .調(diào)整一二次側(cè)間的Y1電容位置及參數(shù)值；3 .在變壓器外面包銅箔；變壓器最里層加屏蔽層；調(diào)整變壓器的各繞 組的排布。4 . 改變 P

5、CB LAYOUT5 .輸出線前面接一個(gè)雙線并繞的小共模電感；6 .在輸出整流管兩端并聯(lián)RC濾波器且調(diào)整合理的參數(shù)；7 .在變壓器與MOSFET間力口 BEAD CORE8 .在變壓器的輸入電壓腳加一個(gè)小電容。9 .可以用增大MOS區(qū)動(dòng)電阻.5 .30-50MHZ,普遍是MOST高速開(kāi)通關(guān)斷引起。（整改建議）1 .可以用增大MOS區(qū)動(dòng)電阻；2 . RCDS沖電品&采用1N4007慢管；3 . VCCB電電壓用1N4007慢管來(lái)解決；4 .或者輸出線前端用接一個(gè)雙線并繞的小共模電感；5 .在MOSFET D-S腳并聯(lián)一個(gè)小吸收電路；6 .在變壓器與MOSFET間力口 BEAD CORE7 .在變

6、壓器的輸入電壓腳加一個(gè)小電容；8 . PCBLLAYOUT9大電解電容，變壓器，MOS勾成的電路環(huán)盡可能的 ??；9 .變壓器，輸出二極管，輸出平波電解電容構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的小。6 .50-100MHZ,普遍是輸出整流管反向恢復(fù)電流引起。1 .可以在整流管上用磁珠；2 .調(diào)整輸出整流管的吸收電路參數(shù)；3 .可改變一二次側(cè)跨接 Y電容支路的阻抗,如PIN腳處加BEAD CORE 或用接適當(dāng)?shù)碾娮瑁? .也可改變MOSFET輸出整流二極管的本體向空間的輻射（如鐵夾卡 MOSFET鐵夾卡DIODE改變散熱器的接地點(diǎn)）；5 .增加屏蔽銅箔抑制向空間輻射。200MH到上，開(kāi)關(guān)電源已基本輻射量很小，一般均

7、可過(guò) EMI標(biāo)準(zhǔn)。輻射超標(biāo)要先判定以下信息，通常整改的流程：1 .輻射超標(biāo)的極化方向：是垂直還是水平？2 .初步判定輻射器是什么？如果是電源適配器，你可以把輸出線全部 放到測(cè)試桌上，這時(shí) AC輸入線是垂直的，輸出線是水平的?？梢猿醪脚卸?輻射騷擾來(lái)自輸入線還是輸出線，當(dāng)然還有一個(gè)因素可能是電源本身發(fā)出的 這要另外再分析。3 .判定騷擾信號(hào)的特性：共模還是差模？如果輻射騷擾水平和垂直都存 在的話，那這個(gè)騷擾的特性是共模的；如果是騷擾超標(biāo)僅僅存在于水平或是 垂直，那就是差模的。4 .按照騷擾信號(hào)的特性，輻射器的位置，可以初步判定騷擾源和騷擾 耦合的路徑，根據(jù)這個(gè)信息，可以對(duì) EMI的三要素做對(duì)策：

8、首先是抑制騷擾 源，其次是調(diào)整騷擾路徑，最后是調(diào)整輻射器或交敏感器件。5 .抑制騷擾源，通常是開(kāi)關(guān)管，二極管和變壓器等，對(duì)策無(wú)非是加Bead core或是Vds并合適的電容，抑或是調(diào)整 Snubber線路或加RC緩沖線路。 這里強(qiáng)調(diào)以下在設(shè)計(jì)初期選擇線路拓?fù)鋵?duì) EMI的影響，比如諧振或是軟開(kāi)關(guān)， 抖頻的選擇都是有助于EMI的。6 .調(diào)整騷擾路徑，這要判定是共模還是差模，不管對(duì)傳導(dǎo)還是輻射，都 是有必要的。不管是傳導(dǎo)還是輻射都是有回路的，那就存在阻抗，所以我們 能夠做的有兩點(diǎn)：一是調(diào)整回路，比如對(duì)騷擾信號(hào)接地處理，就是使其回到 源端，增加解耦的電容也是這個(gè)原理；其次是增加阻抗，比如加Bead core或 是加入電感或是濾波器，就是在調(diào)整騷擾回路的阻抗，因?yàn)轵}擾回路有很多， 關(guān)系到電磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換，共模差模的轉(zhuǎn)換，有點(diǎn)復(fù)雜就不能一兩句說(shuō)明白，但 是對(duì)電感，磁珠的高頻阻抗特性，要了解，知道針對(duì)不同的頻率超標(biāo)，選擇 不同的材料，比如剛才說(shuō)的解耦電容，0.1uF和0.01uF對(duì)應(yīng)的頻率范圍是不 同的。7 .調(diào)整輻射器或是敏感線路：這個(gè)對(duì)策比較好理解，如果是從AC或DC 輸入輸出線上出來(lái)的信號(hào)，可以在線上做對(duì)策，比如屏蔽，加Core之類的，注意屏蔽的方式補(bǔ)充說(shuō)明：開(kāi)關(guān)電源高頻變壓器初次問(wèn)