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小功率电源EMI整改大全

来源:admin      发布时间:2020-09-17     
EMI对任6165金沙总站桓龅缭床防唇玻妓愕蒙鲜悄训愫屯吹悖言谒矫不透,痛在它无法逃避。
由于本人水平有限,对相关的认知深度还远远不够,本帖将着重于结合自身经验来提供一些解决问题方法,并不强调理论与实践严格的对号入座。


首先6165金沙总站来讨论相对容易的,传导问题。
遇到传导测试超标问题,第一步要做的,通常是定位噪声分量主要是差模还是共模,通常的测试设备可以用来区分差共模分量,但个人觉得太麻烦,并且测试出来的是相对值,并不一定可以具备指导意义。最简单的办法是,在输入端口并联一个X电容,几十nF到几百nF,如果所关心的频段测试通过了,就说明噪声的干扰主要是差模干扰,或者更准确地说,通过压低差模分量,就一定能够搞定问题。

至于差模分量改怎么压下来,无非两种方案,一是加强差模滤波,二是源头上降低差模噪声,下面针对典型的设计来分析解决方案。


上图是小功率无PFC反激电源典型应用下的部分原理图,其中第三个框内所示的器件是差模噪声的源头:1)流过变压器的电流  2)流过RCD吸收回路的电流,对于一般设计,漏感通常控制得比较小,前者是差模电流主要贡献者。

第一个框和第二个框都起到了差模滤波的作用,第一个框利用X电容和共模电感的差模分量来做差模滤波,第二个框则利用差模电感和两个储能电解电容作π型滤波。典型应用下,两种一般不会同时出现,即典型应用通常有如下两种:

第一种应用下,一部分差模电流被储能电容吸收后,其余分量全部依赖共模电感Lcm和X电容Cx滤除,这种设计通常应用于要求传导EMI接地测试的场合,Lcm感量比较大,对应的差模分量也比较大,从滤波角度压低差模分量的措施有三种:1)降低储能电容C1的ESR和ESL;2)加大X电容Cx容量;3)加大差模电感Lcm的差模分量。

第一种措施受制于电解电容本身特性,发挥空间不大,第二种措施受制于空间尺寸、待机功耗(更大的X电容需要更小的放电电阻)等,第三种方案发挥空间相对大。6165金沙总站可以通过同时增加共模感量(使用磁导率更高的磁环、使用尺寸更大的磁环以及增加绕组匝数)的方式来增加差模分量,也可以通过适当降低共模感量的方式来提升差模感量,简单的办法是:对于环形的共模电感,可以在两个绕组中间插入一块矽钢片,为磁环提供一个产生差模磁通的通路,这种方案不会增加尺寸,也几乎不增加成本,缺点是会牺牲一定的共模感量,但通常应用下,共模感量的余量是比较充裕的。

第二种应用下,差模电流完全依赖储能电容和差模电感,总体来讲,这种设计对于差模分量的滤波能力是很强的,成本也比较低廉,因为差模电感可以使用廉价的工字电感。这种设计主要问题有两个:1)电解电容ESR的特性会导致低温和常温下差模滤波效果不佳,而高温或老化一段时间后裕量会变得充足;2)这种设计增加了C1的浪涌电流压力,也增加了C2的纹波电流压力。由于用于储能的电解电容容量被分配到差模电感两端,当浪涌测试时,绝大多数浪涌电流都被C1吸收,导致C1失效概率增加;另一方面,绝大多数高频分量的纹波电流都被C2吸收,导致正常工作下C2温升会显著高于C1,C2寿命受到影响。

尽管存在上述问题,但利用储能电容构成π型滤波的方式由于差模滤波效果好,无需X电容,成本低,仍然广泛应用在小功率电源产品中。解决上述问题的另一种方法是将C2换成低容量的耐纹波电流能力强的薄膜电容,这样在不降低差模滤波能力的前提下,可以使用大容量的C1增强浪涌电流耐受能力。

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