一 前言
傳導騷擾(主要針對電源端口)測試是電磁兼容測試中不容易通過的測試項目之一;本文從電源端口傳導測試實質開始,結合實際測試案例,給廣大工程師設計整改中提供一些參考。
二 測試目的
衡量電子產品從電源端口通過電纜向電網傳輸的騷擾。
三 測試示意圖
四 電源端口傳導騷擾測試實質
1、電源端傳導測的是L對地、N對地的RF電壓。傳導的測試實質就是測試50歐阻抗兩端的電壓(由LISN中的1KΩ的電阻與接收機的50Ω輸入阻抗並聯而成)。
關鍵設備LISN作用
(1)給被測產品EUT供電,同時轉換EUT輸入的L、N極性;
(2)隔離電網與受試設備,將EUT的騷擾信號和電網的騷擾信號隔離.以獲得“純淨的”EUT的騷擾信號 ;
(3)為EUT提供穩定的50Ω測試阻抗。
2、因為阻抗50Ω固定,所以電源端口傳導騷擾的實質也可以理解為流過這個50Ω阻抗的電流大小。在實際產品中有兩種電流會流過這個50Ω阻抗,具體如下圖,一種是差模電流IDM,另一種是共模電流ICM。無論是IDM還是ICM,都會在接收機中顯示出測試值,而接收機本身無法判斷是哪種電流引起的傳導騷擾。
3、傳導騷擾測試實質:
(1)接收機通過L、N迴路測得是差模干擾;接收機通過大地迴路測得是共模干擾。
(2)共模噪聲與差模噪聲產生的內部機制有所不同:差模噪聲主要由開關變換器的脈動電流引起;共模噪聲則主要由較高的dv/dt與雜散參數間相互作用而產生的高頻振盪引起。
五 實際案例分析
1、整改案例一
某醫療產品電源,輸入寬電壓AC90V-264V ,輸出24V,8A。
(1)傳導騷擾測試數據如下(只選取了L、N中的L線測試數據):
(2)電路如下:
(3)整改方案:
- 從傳導騷擾的測試的曲線上看出,1MHz前超標比較嚴重,主要是差模噪聲引起,加大差模電容CX1,從0.1uF改成22uF;
- 1-3MHz之間也超標,差模和共模噪聲都有可能,所以同時增大共模電感LF1到50mH。
(4)整改後測試數據:
2、整改案例二
某大型按摩椅設備電源傳導測試16.6MHZ超標。當拔掉音頻線時,測試通過。
(1)測試對比圖如下
(2)問題分析
具體分析:
(1)開關電源中MOS管週期性關斷變壓器原邊線圈,產生的共模電流,經過變壓器初次級寄生電容、音頻線纜分佈電容構成一條通路,流經大地、EMI接收機、AC電源線,最終迴流到MOS管。
(2)當拔掉音頻線纜時,變壓器副邊的隔離電路對地分佈電容將大幅減少,共模電流的迴路阻抗也將大幅提升,最終導致流經EMI接收機的電流減小,因此拔掉音頻電纜後測試通過。
3、解決方案
(1)增大回路的共模阻抗
a、AC電源線繞磁環;
b、增大電源輸入端共模電感的感量;
c、音頻線纜靠近控制板繞磁環。
(2)疏導EMI接收機的共模電流
a、電源輸入端增加Y電容;
b、變壓器原副邊加過橋電容;
(3)降低干擾源
a、調整MOS管關斷脈衝吸收電路參數;
b、MOS管漏源極加吸收電容。
考慮到漏電流、耐壓測試以及操作的簡便性,最終在音頻線纜繞磁環 解決。
4、整改後測試數據
六 總結
1、對於1MHZ以內超標——以差模干擾為主
(1)增大X電容量;
(2)增加差模電感;
2、1MHZ到5MHZ——差模共模混合
(1)對於差模干擾超標可調整X電容量,增加差模電感;
(2)對於共模干擾超標可添加共模電感。
3、5MHZ以上——共模干擾為主
對於共模干擾的抑制,除了增加共模電感和磁環外,還應該注意分析產品內部的共模電流回流路徑,通過優化PCB和產品結構,疏導共模電流流向,控制共模電流流動的路徑,減小回流到LISN的共模電流。
希望通過此文的簡單介紹,能幫助大家加深對電源端傳導騷擾測試的理解,提前做好PCB的優化設計,一勞永逸。
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