EMC包括兩個方面的要求:一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁干擾不能超過一定的限值;另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性。所謂電磁干擾是指任何能使設備或系統性能降級的電磁現象。而所謂電磁干擾是指因電磁干擾而引起的設備或系統的性能下降。

EMC包括EMI(電磁干擾)及EMS(電磁耐受性)兩部份,所謂EMI電磁干擾,乃為機器本身在執行應有功能的過程中所產生不利於其它系統的電磁噪聲;而EMS乃指機器在執行應有功能的過程中不受周圍電磁環境影響的能力。

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(EMC、EMI、ESD評審的要點)

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(EMC、EMI、ESD評審的要點)





EMI分為傳導與輻射兩部分,對於EMI解決方案,相關理論書籍也很多,作為一位電源產品開發工程師,即使你看了很多EMI處理方面的書籍,但碰到處理EMI問題,還是無從下手,或是不能對症下藥,在這兒我們不妨先拋開讓人難以理解的理論,針對我們在處理實際EMI問題的一些經驗對策總結,也歡迎有同樣經驗的工程師也來發表自己的看法,把自己的經驗分享給大家。

根據開關電源產生共模、差模干擾的特點,將整個頻率範圍劃分為3個部分:
即0.15-0.5MHz 差模干擾為主;
0.5-5MHz 差、共模干擾共存;
5-30MHz 共模干擾為主。
重點注意的是,濾波器件應該遠離變壓器、散熱器,否則很容易跳過濾波電路,直接耦合到L,N線導致EMI超標。

一. 1MHZ 以內,以差模干擾為主。(整改建議)

  • 增大 X 電容量;
  • 添加差模電感;
  • 小功率電源可採用 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)。

二 . 1MHZ-5MHZ,差模共模混合

採用輸入端並聯一系列 X(0.47uF或更大容量) 電容來濾除差摸干擾並分析出是哪種干擾超標並以解決,(整改建議)

  • 對於差模干擾超標可調整 X 電容量,添加差模電感器,調差模電感量;
  • 對於共模干擾超標可添加共模電感,選用合理的電感量來抑制;
  • 也可改變整流二極管特性來處理例如:快速二極管如 FR107 用普通整流二極管 1N4007來代替。

三 . 5M 以上,以共摸干擾為主,採用抑制共摸的方法(整改建議)

  • 對於外殼接地的,在地線上用一個磁環串繞 2-3 圈會對 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,然後通過一條線連接到原邊的參考地。.
  • 處理後端輸出整流管的吸收電路和初級大電解並聯電容的大小。

四 .20-30MHZ,(整改建議)

  • 對於一類產品可以採用調整對地 Y2 電容量或改變 Y2 電容位置;
  • 調整一二次側間的 Y1 電容位置及電容量;
  • 在變壓器外面包銅箔;變壓器最裏層加屏蔽層;調整變壓器的各繞組的排布。

五 .30-50MHZ,(整改建議)

  • 增加原邊MOS管的驅動電阻,MOS管D,S之間並10-100pF的高壓瓷片電容(或RC電路)。對大功率電源MOS管D極串引線或貼片磁珠。
  • RCD的緩衝電路採用慢管,RCD的二極管串聯10-100Ω的電阻。
  • VCC供電的二極管用慢管。
  • 調整一二次側間的 Y1 電容位置及電容量;
  • 減小原邊功率環(即MOS管,變壓器,大電解迴路的)的面積。
  • 對單路大電流輸出的適配器等,輸出電解後加雙線並繞的共模電感,圈數儘量大於3圈。

六..50-80MHZ,(整改建議)

  • 減小副邊功率環(即二極管,變壓器,輸出電解迴路的)的面積。對大功率電源二極管正極可以串引線或貼片磁珠。
  • 輸出電解可以採用PI型濾波(靠近二極管的電容,容值稍大)。
  • 對單路大電流輸出的適配器等,輸出電解後加雙線並繞的共模電感,圈數儘量大於3圈。
  • 調整輸出二極管並聯的RC吸收的參數。

**七.200MHz 以上,開關電源已基本輻射量很小,一般均可過 EMI 標準。 **

開關電源傳導EMI 產生的根源 測試傳導EMI 的線路圖

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自己做的一個PD18W的實物:

1.原理圖:

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2.實物圖:

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3.變壓器參數:

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初測:
測試波形圖:輸入參數:230V/50Hz,輸出參數:12V/1.5A

傳導測試圖:

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輻射測試圖:

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結論:完全不合格。

根據以往的經驗540KHz和10多Mhz傳導超標,應該是變壓器的原因引起的。

整改歷程:

第一步:

修改變壓器參數如下:

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4.傳導測試結果如下:輸入參數:230V/50Hz,輸出參數:12V/1.5AL線:

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N線:

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輻射測試結果:

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輻射測試結果還是不怎麼行。

結論:修改了變壓器參數,傳導可以過了,輻射前面反而變差了,90MHz的測試數值也下來一點,還是不怎麼滿意。

第二步:

對策:DS之間並了個22PF/1000V的瓷片電容,並且把RCD減緩阻尼振盪的電阻由47Ω改為100Ω。

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輻射測試波形圖如下:

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結論:前面50MHz的波形圖有明顯的改善,80MHz還有點瑕疵。

第三步:

因為前面濾波電路沒有加共模電感,分析應該是電流騷擾引起的輻射超標。加個磁珠試試看。

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測試波形如下:

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結論:OK了,讀點都有5db以上餘量。