EMI即电磁干扰。电磁干扰分为传导电磁干扰(Conducted EMI)和辐射电磁干扰(Radiated EMI)。其中,传导电磁干扰噪声在火线、中线与地线间传播,包括火线与地线、中线与地线间的共模噪声(Common-mode Noise),以及火线与中线间的差模噪声(Differential-mode Noise)。辐射电磁干扰噪声以辐射电磁场的形式在空间传播,包括由于非良好接地或接地反射电位不为零引起的共模噪声,以及由于没有很好控制的大信号环路引起的差模噪声。电子工程师在设计电源产品时,EMI整改往往是一个令人头疼得地方,因为引起电磁干扰原因是多方面的,元器件差异性、布板走线方式等都会造成电磁超标,所以有同行称EMI整改为玄学调试。但EMI整改并非无规律可循,笔者也总结了一点经验,分享予同行参考。
一. 1MHZ以内,以差模干扰为主
1. 增大X电容量
2. 添加差模电感
3. 小功率电源可采用PI型滤波器处理(建议靠近变压器的电容选用较大些)
二. 1MHZ~5MHZ差模共模混合,采用输入端并联一系列X电容来滤除差模干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决
1. 对于差模干扰超标可调整X电容量,添加差模电感器,调整差模电感量
2. 对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制
3. 也可以改变整流二极管特性来处理,一对快速二极管如FR107,一对普通整流二极管如1N4007
三. 5MHZ以上以共模干扰为主,采用抑制共模的方法
1. 对于外壳接地的,在地线上用一个磁环绕2~3圈会对10MHZ以上干扰有较大的衰减作用
2. 紧贴变压器的铁心粘铜箔,铜箔闭环
3. 处理后端输出整流二极管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小
四. 20~30MHZ
1. 对于一类产品可以采用调整对地Y2电容量或改变Y2电容位置
2. 调整一二次侧间的Y1电容量位置及参数值
3. 在变压器外面包铜箔,变压器最里层加屏蔽层,调整变压器的各绕组的排布
4. 改变PCB LAYOUT
5. 输出线前面接一个双线并绕的小共模电感
6. 在输出整流管两端并联RC滤波器且调整合理的参数
7. 在变压器与MOSFET之间加BEAD CORE
8. 在变压器的输入电压脚加一个小电容
9. 可以增大MOSFET驱动电阻
五. 30~50MHZ普遍是MOS管高速开关引起
1. 可以增大MOSFET驱动电阻
2. RCD缓冲电路采用1N4007慢管
3. VCC供电电压用1N4007慢管来解决
4. 输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感
5. 在MOSFET的D-S脚并联一个小吸收电路
6. 在变压器与MOSFET之间加BEAD CORE
7. 在变压器的输入电压脚加一个小电容
8. PCB在LAYOUT时大电解电容,变压器,MOSFET构成的电路环尽可能的小
9. 变压器,输出二极管,输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小
六. 50~100MHZ普遍是输出整流管反向恢复电流引起
1. 可以在整流管上串磁珠
2. 调整输出整流管的吸收电路参数
3. 可改变一二次侧跨接Y电容支路的阻抗,如PIN脚处加BEAD CORE或串接适当的电阻
4. 也可以改变MOSFET,输出整流二极管的本体向空间的辐射(如铁夹卡MOSFET;铁夹卡DIODE;改变散热器的接地点)
5. 增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射
七.200MHZ以上,开关电源基本辐射量已很小,一般可过EMI标准
八. 补充说明
1. 开关电源高频变压器初次级间一般加屏蔽层
2. 开关电源是高频产品,PCB的元器件布局对EMI有很大影响
3. 开关电源若有机械外壳,外壳的结构对辐射有很大影响
4. 主开关管,主二极管不同的生产厂家参数有一定的差异,对EMC有一定的影响
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