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[整改]电源EMI传导辐射实际整改经验总结

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lds lds 发表于 2020-1-14 22:34:04
1、在反激式电源中,Y电容接初级地与次级地之间在20MHZ时,会比Y电容接在高压与次级地之间高5dB左右。当然也要视情况而定。



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2、MOS管驱动电阻最好能大于或等于47R。降低驱动速度有利于改善MOS管与变压器的辐射。一般采用慢速驱动和快速判断的办法。
3、若辐射在40MHZ-80MHZ之间有些余量不够,可适当地增加MOS管DS之间的电容值,以达到降低辐射量的效果。
4、若在输入AC线上套上磁环并绕2圈,有降低40-60MHZ之间辐射值的趋势,那么在输入EMI滤波部分中串入磁珠则会达到同样的效果。如在NTC电阻上分别套上两个磁珠。 5、在变压器与MOS管D极之间最好能串入一个磁珠,以降低MOS管电流的变化速度,又能降低输出噪音。
6、电源输入AC滤波部分,X电容放在共模电厂的那个位置并不重要,注意布线时要将铜皮都集中于X电容的引脚处,以达到更好的滤波效果,但X电容最好不要与Y电容连接在同一焊点。
7、在300W左右的中功率电源中,其又是由几个不同的电源部分组成,一般采用三极共模电感。第一级使用100UH-3MH左右的双线并绕锰锌磁环电感,其后再接Y电容,第二级与第三级可使用相同的共模电感,需要使用的电感量并不要求很大,一般10MH左右就能达到要求。若把Y电容放在第二级与第三级之间,效果就会差一些。如果采用两级共模滤波,秕一级电感量适当取大些,1.5-2.5MH左右。
8、如果采用三级,第一级电感量适当取小些,在200UH-1MH之间。测试辐射时,最好能在初次级之间的Y电容套上磁珠。如果用三芯AC输入线,在黄绿地线上也串磁环,并绕上两到三圈。

9、在二极管上套磁珠,一般要求把磁珠套在其电压变化最剧烈的地方,在正端整流二极管中,其A端电压变化最剧烈。 10、实例分析:
一台19W的二合一电源,在18MH左右处有超过QP值7dB,前级采用两级共模滤波方法和一个X电容,无论怎样更改滤波部分,此处的QP值总是难以压下来。
先是怀疑是由EC2834主变压器引起,后改变变压器使用磁芯屏蔽或最内层磁芯屏蔽加初次级之间屏蔽都没有效果,
至MOS/8N60的驱动电阻已达47R,在DS之间加电容也没有什么改善。
去除inverter部分,用相当纯电阻负载测试,此处情况好转。在QP值以下达4dB的余量。怀疑Inverter部分有问题。仔细观察发现采用OZ芯片的推挽拓扑中,驱动脚直接接到MOS的G极,割断后,加入47R的电阻,测试值在QP值以下达4dB余量。
11、在一台19的二合一电源中(方案LD7575+TL4947)经公司传导仪总测试,在18MHZ左右处有超过QP的地方,而且是在此处有上升与下降的过程,其它部分测试线尚好。经观察,此电源没有很明显的布线问题,只是Y电容从初级地搭到次级地,怀疑此处有问题,把Y电容搭至初级高压与次级地之间,此处值已降低AV值以下4dB,所以建议是反激电源中,最好能把Y电容接至初级高压与次级地之间。当然有些电源接在哪两个部位并不明显有作用。
12、在一台输入功率28W的DVD电源中,传导测试曲线已通过,但在30MHZ处其QP值为37dB左右,辐射测试时在40M-80MHZ超标(采用LD7575方案),磁芯采用屏蔽绕法(屏~初~+5V~+12V~+5V~初~屏)。从其传导曲线图看在25MHZ~30MHZ时其曲线基本平直因此在辐射中可能有超标的危险。当把三芯线换成两芯线时,其从10M~30MHZ传导曲线基本平直在30dB上下,因此怀疑是地线上有较大的干扰,先用一个锰锌铁氧芯磁环用导线绕上三圈串入地线中,传导曲线并无很明显改善。后把圈数增至6Ts,电感量为150UH,达到了
滤波的效果,在10MH~30MHZ时的曲线基本平直。后换成较大号的磁环,电感量不变,其圈数为8Ts,效果更好,在25MHZ~30MHZ时,比上一磁环低2dB左右。所以若是在15MH~25MHZ有超标值,并且确定是由地线引起,采用此方法能达到立杆见影的效果。 13、在辐射测试中,30~50MHZ处与150MHZ~230MHZ处有连续超标波段,更改芯片的驱动电阻大小和更改反激RCD篏位可降低此两处的辐射值。具体如下:更改MOS管的驱动电阻由22R改为51R,30~50MHZ处会降低几dB左右。把RCD篏位改为RRCD篏位,即在篏位电容处串入一个20~50R左右的电阻,在150~230MHZ处会有很大的效果,另外可以在变压器高压与变压器地之间并入聚酯电容,可以达到两处都降低的综合效果。若采用上述方法能降低辐射量,并使电源达标,就可以不采用变压器屏蔽的方法,以降低生产成本。 14、若电源板中由多个不同的电源部分组合而成,建议降低每一部分MOS管的驱动速度,在不影响温升的前提下,慢速的驱动比采用其它方法降低辐射都要好。
15、开关环路(MOS管)di/dt很高的电流会在环路阻抗(包括输入电容的ESR)上产生压降,从而产生差模EMI干扰。另外漏极节点上的电压变化很大,同时dv/dt很快。缩小其面积减少静电场的耦合可以降低差模EMI噪音,方法是在输入电容上并一个聚酯膜电容。 16、次极二极管整流环路,流过幅值很高的开关电流,在电源中成为最强的功率辐射天线之一,因而其环路面积必须最小化。此环路同时影响漏感的损耗有及初级篏位电路的损耗。通过缩小此环路造成的长度,可以减少反射到初级侧的漏感值,此次级漏感是通过变压器(以匝比平方的关系)反射回初级侧的。
17、初级RCD篏位电路流的电流为快速瞬间电流,因而此环路的面积也要尽量少。为了降低此环路的速度,在篏位电容上串入一个20R~50R的电阻,以减缓电容的充放电速度。注意此电路的功率损耗,最好采用大于1W的金属氧化膜电阻。
18、次级二极管的篏位RC电路,虽然di/dt比较小,但也尽量减少其环路面积,此环路对控制高频的EMI很关键。
19、如果VCC供电绕组也要提供较大的电流,也应尽可能降低其环路面积。
20、从变压器的角度来看,连接其“热点”的元件的直线宽度尽量缩小,较宽的直线有较大的走线电感,同时这些信号会通过容性耦合到大地上,从而造成更多的共模EMI噪音。 21、经EMI辐射测试对比,62R的驱动电阻比51R的驱动电阻在30M~50MHZ有更低的辐射值。
22、在整机测试中,数据线,电源线,音频线,面板控制线一定要布局好,如:a、这些线不能从晶振旁边穿过或靠近它。 b、这些线不能从CPU旁边或正面下方穿过。总之,线不能从干扰源(快速变化的信号)正面,下面旁边经过,否则经过一系列的阻抗变换,放大,在线上就会使辐射值增大,造成怎么整改电源都没有效果的结果。
1、在反激式电源中,Y电容接初级地与次级地之间在20MHZ时,会比Y电容接在高压与次级地之间高5dB左右。当然也要视情况而定。
2、MOS管驱动电阻最好能大于或等于47R。降低驱动速度有利于改善MOS管与变压器的辐射。一般采用慢速驱动和快速判断的办法。
3、若辐射在40MHZ-80MHZ之间有些余量不够,可适当地增加MOS管DS之间的电容值,以达到降低辐射量的效果。
4、若在输入AC线上套上磁环并绕2圈,有降低40-60MHZ之间辐射值的趋势,那么在输入EMI滤波部分中串入磁珠则会达到同样的效果。如在NTC电阻上分别套上两个磁珠。 5、在变压器与MOS管D极之间最好能串入一个磁珠,以降低MOS管电流的变化速度,又能降低输出噪音。
6、电源输入AC滤波部分,X电容放在共模电厂的那个位置并不重要,注意布线时要将铜皮都集中于X电容的引脚处,以达到更好的滤波效果,但X电容最好不要与Y电容连接在同一焊点。
7、在300W左右的中功率电源中,其又是由几个不同的电源部分组成,一般采用三极共模电感。第一级使用100UH-3MH左右的双线并绕锰锌磁环电感,其后再接Y电容,第二级与第三级可使用相同的共模电感,需要使用的电感量并不要求很大,一般10MH左右就能达到要求。若把Y电容放在第二级与第三级之间,效果就会差一些。如果采用两级共模滤波,秕一级电感量适当取大些,1.5-2.5MH左右。
8、如果采用三级,第一级电感量适当取小些,在200UH-1MH之间。测试辐射时,最好能在初次级之间的Y电容套上磁珠。如果用三芯AC输入线,在黄绿地线上也串磁环,并绕上两到三圈。
9、在二极管上套磁珠,一般要求把磁珠套在其电压变化最剧烈的地方,在正端整流二极管中,其A端电压变化最剧烈。 10、实例分析:
一台19W的二合一电源,在18MH左右处有超过QP值7dB,前级采用两级共模滤波方法和一个X电容,无论怎样更改滤波部分,此处的QP值总是难以压下来。
先是怀疑是由EC2834主变压器引起,后改变变压器使用磁芯屏蔽或最内层磁芯屏蔽加初次级之间屏蔽都没有效果,
至MOS/8N60的驱动电阻已达47R,在DS之间加电容也没有什么改善。
去除inverter部分,用相当纯电阻负载测试,此处情况好转。在QP值以下达4dB的余量。怀疑Inverter部分有问题。仔细观察发现采用OZ芯片的推挽拓扑中,驱动脚直接接到MOS的G极,割断后,加入47R的电阻,测试值在QP值以下达4dB余量。
11、在一台19的二合一电源中(方案LD7575+TL4947)经公司传导仪总测试,在18MHZ左右处有超过QP的地方,而且是在此处有上升与下降的过程,其它部分测试线尚好。经观察,此电源没有很明显的布线问题,只是Y电容从初级地搭到次级地,怀疑此处有问题,把Y电容搭至初级高压与次级地之间,此处值已降低AV值以下4dB,所以建议是反激电源中,最好能把Y电容接至初级高压与次级地之间。当然有些电源接在哪两个部位并不明显有作用。
12、在一台输入功率28W的DVD电源中,传导测试曲线已通过,但在30MHZ处其QP值为37dB左右,辐射测试时在40M-80MHZ超标(采用LD7575方案),磁芯采用屏蔽绕法(屏~初~+5V~+12V~+5V~初~屏)。从其传导曲线图看在25MHZ~30MHZ时其曲线基本平直因此在辐射中可能有超标的危险。当把三芯线换成两芯线时,其从10M~30MHZ传导曲线基本平直在30dB上下,因此怀疑是地线上有较大的干扰,先用一个锰锌铁氧芯磁环用导线绕上三圈串入地线中,传导曲线并无很明显改善。后把圈数增至6Ts,电感量为150UH,达到了
滤波的效果,在10MH~30MHZ时的曲线基本平直。后换成较大号的磁环,电感量不变,其圈数为8Ts,效果更好,在25MHZ~30MHZ时,比上一磁环低2dB左右。所以若是在15MH~25MHZ有超标值,并且确定是由地线引起,采用此方法能达到立杆见影的效果。 13、在辐射测试中,30~50MHZ处与150MHZ~230MHZ处有连续超标波段,更改芯片的驱动电阻大小和更改反激RCD篏位可降低此两处的辐射值。具体如下:更改MOS管的驱动电阻由22R改为51R,30~50MHZ处会降低几dB左右。把RCD篏位改为RRCD篏位,即在篏位电容处串入一个20~50R左右的电阻,在150~230MHZ处会有很大的效果,另外可以在变压器高压与变压器地之间并入聚酯电容,可以达到两处都降低的综合效果。若采用上述方法能降低辐射量,并使电源达标,就可以不采用变压器屏蔽的方法,以降低生产成本。 14、若电源板中由多个不同的电源部分组合而成,建议降低每一部分MOS管的驱动速度,在不影响温升的前提下,慢速的驱动比采用其它方法降低辐射都要好。
15、开关环路(MOS管)di/dt很高的电流会在环路阻抗(包括输入电容的ESR)上产生压降,从而产生差模EMI干扰。另外漏极节点上的电压变化很大,同时dv/dt很快。缩小其面积减少静电场的耦合可以降低差模EMI噪音,方法是在输入电容上并一个聚酯膜电容。 16、次极二极管整流环路,流过幅值很高的开关电流,在电源中成为最强的功率辐射天线之一,因而其环路面积必须最小化。此环路同时影响漏感的损耗有及初级篏位电路的损耗。通过缩小此环路造成的长度,可以减少反射到初级侧的漏感值,此次级漏感是通过变压器(以匝比平方的关系)反射回初级侧的。
17、初级RCD篏位电路流的电流为快速瞬间电流,因而此环路的面积也要尽量少。为了降低此环路的速度,在篏位电容上串入一个20R~50R的电阻,以减缓电容的充放电速度。注意此电路的功率损耗,最好采用大于1W的金属氧化膜电阻。
18、次级二极管的篏位RC电路,虽然di/dt比较小,但也尽量减少其环路面积,此环路对控制高频的EMI很关键。
19、如果VCC供电绕组也要提供较大的电流,也应尽可能降低其环路面积。

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