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开关电源EMC产生机理及其对策

  • 2010-07-10 20:44
  • xiangyi

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  • EMC的分类及标准:

    EMC(Electromagnetic Compatibility)是电磁兼容,它包括EMI(电磁骚扰)EMS(电磁抗骚扰)。EMC定义为:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何设备的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。EMC整的称呼为电磁兼容。EMP是指电磁脉冲。

    EMC = EMI + EMS             EMI : 電磁干擾         EMS : 電磁相容性 (免疫力)

    EMI可分为传导Conduction及辐射Radiation两部分,Conduction规范一般可分为: FCC Part 15J Class BCISPR 22(EN55022, EN61000-3-2, EN61000-3-3) Class B;国标IT类(GB9254GB17625)和AV类(GB13837GB17625)。FCC测试频率在450K-30MHzCISPR 22测试频率在150K--30MHzConduction可以用频谱分析仪测试,Radiation则必须到专门的实验室测试。

    EN55022Radiation Test & Conduction Test (传导 & 辐射测试) EN61000-3-2Harmonic Test (电源谐波测试) EN61000-3-3Flicker Test (电压变动测试)

    CISPR22(Comite Special des Purturbations Radioelectrique)应用于信息技术类装置, 适用于欧洲和亚洲地区;EN55022为欧洲标准,FCC Part 15 (Federal Communications Commission) 适用于美国,EN30220欧洲EMI测试标准,功率辐射测试标准是EN55013频率在30MHZ-300MHz

    EN55011辐射测试标准是:有的频率段要求较高,有的频率段要求较低。传导 (150KHZ-30MHZ) LISN主要是差模电流, 其共模阻抗为100欧姆(50 + 50); LISN主要是共模电流, 其总的电路阻抗为25欧姆(50 // 50)

    4线       AV        60dB/uV         150KHZ-2MHZ         start  9KHZ

    5线             PEAK               100dB/uV            150KHZ-3MHZ

    6线             PEAK               100dB/uV            2MHZ-30MHZ

    7线             QP                 70dB/uV             150KHZ-500KHZ

    Radiated (30MHZ-1GHZ): ADD 4N7/250V Y CAP          90dB/uV       30MHZ-300MHZ

       EMI为电磁干扰,EMIEMC其中的一部分,EMI(Electronic Magnetic Interference) 电磁干扰, EMI包括传导、辐射、电流谐波、电压闪烁等等。电磁干扰是由干扰源、藕合通道和接收器三部分构成的,通常称作干扰的三要素。 EMI线性正比于电流,电流回路面积以及频率的平方即:EMI = K*I*S*F2I是电流,S是回路面积,F是频率,K是与电路板材料和其他因素有关的一个常数。

    EMI是指产品的对外电磁干扰。一般情况下分为 Class A & Class B 两个等级。 Class A为工业等级,Class B 为民用等级 。民用的要比工业的严格,因为工业用的允许辐射稍微大一点。同样产品在测试EMI中的辐射测试来讲,在30-230MHz下,B类要求产品的辐射限值不能超过40dBm A类要求不能超过50dBm(以三米法电波暗室测量为例)相对要宽松的多,一般来说CLASS A是指在EMI测试条件下,无需操作人员介入,设备能按预期持续正常工作,不允许出现低于规定的性能等级的性能降低或功能损失。

    EMI是设备正常工作时测它的辐射和传导。在测试的时候,EMI的辐射和传导在接收机上有两个上限,分别代表Class AClass B,如果观察的波形超过B的线但是低于A的线,那么产品就是A类的。EMS是用测试设备对产品干扰,观察产品在干扰下能否正常工作,如果正常工作或不出现超过标准规定的性能下降,为A级。能自动重启且重启后不出现超过标准规定的性能下降,为B级。不能自动重启需人为重启为C级,挂掉为D级。国标有D级的规定,EN只有ABCEMI在工作頻率的奇数倍是最不好过的。

    EMS(Electmmagnetic Suseeptibilkr) 电磁敏感度一般俗称为 电磁免疫力”, 是设备抗外界骚扰干扰之能力,EMI是设备对外的骚扰。

    EMS中的等级是指:Class A,测试完成后设备仍在正常工作;Class B,测试完成或测试中需要重启后可以正常工作;Class C,需要人为调整后可以正常重启并正常工作;Class D,设备已损坏,无论怎样调整也无法启动。严格程度EMIB>AEMSA>B>C>D

    同是电子工程师,请一定不要吝啬你的赞!

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  • dengyuan

    LV.1

    2010-07-22 08:26

    @leoli

    太詳細,太專業了,謝謝分享!學習了

    美中不足的是:没有电源配系统的测试方面的经验,如电源在电视机方面的EMI。

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  • 肖乐

    LV.1

    2010-07-22 23:07

    @hk2007

    总结的比较全面,不顶不行啊

    非常感谢楼主,这些东西我很想要。刚好在这找到了。难得。。。
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  • dengyuan

    LV.1

    2010-07-26 18:06

    @leoli

    太詳細,太專業了,謝謝分享!學習了

    能够讲讲EMS的经验更好了。

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  • machi518

    LV.1

    2010-07-31 13:28

    @xiangyi

    你会资料整合吗?把资料整合好也是一门学问。

    同意~
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  • mrliu75

    LV.1

    2010-08-23 10:16

    @xiangyi

    辐 射 方 面 EMI 对 策

    辐射在30300MHz频段内出现宽带噪声超标

    通过在电源线上增加去耦磁环(可开合)进行验证,如果有改善则说明和电源线有关系,采用以下整改方法:如果设备有一体化滤波器,检查滤波器的接地是否良好,接地线是否尽可能短;

    金属外壳的滤波器的接地最好直接通过其外壳和地之间的大面积搭接。检查滤波器的输入、输出线是否互相靠近。适当调整X/Y电容的容值、差模电感及共模扼流圈的感量;调整Y电容时要注意安全问题;改变参数可能会改善某一段的辐射,但是却会导致另外频度变差,所以需要不断的试,才能找到最好的组合。适当增大触发极上的电阻值不失为一个好办法;也可在开关管晶体管的集电极(或者是MOS管的漏极)或者是次级输出整流管对地接一个小电容也可以有效减小共模开关噪声。开关电源板在PCB布线时一定要控制好各回路的回流面积,可以大大减小差模辐射。在PCB电源走线中增加104/103电容为电源去耦;在多层板布线时要求电源平面和地平面紧邻;在电源线上套磁环进行比对验证,以后可以通过在单板上增加共模电感来实现,或者在电缆上注塑磁环。输入AC线的L线的长度尽量短;

    屏蔽设备内部,孔缝附近是否有干扰源;结构件搭接处是否喷有绝缘漆,采用砂布将绝缘漆擦掉,作比较试验。检查接地螺钉是否喷有绝缘漆,是否接地良好。

    楼主太辛苦了,太感谢了。。。学习了。。。
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  • luck_luo

    LV.1

    2010-08-23 20:37

    @xiangyi

    今天在家特别闲,特发12个帖子希望大家喜欢。也希望大家多发帖

    【原创】 开关电源EMC产生机理及其对策

    理想LED驱动电源的特点

    LED驱动电源的分类和应用

    LED灯的应用

    未来五年中国LED行业发展前景展望

    LED恒流电路和恒流方案大全

    全球LED驱动IC型号厂商大全

    LED方面的培训教材大全

    古代识人术

    新产品开发策略

    能把生意做好的 15 种人

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  • power1573

    LV.1

    2010-09-01 11:00

    @xiangyi

    辐 射 方 面 EMI 对 策

    辐射在30300MHz频段内出现宽带噪声超标

    通过在电源线上增加去耦磁环(可开合)进行验证,如果有改善则说明和电源线有关系,采用以下整改方法:如果设备有一体化滤波器,检查滤波器的接地是否良好,接地线是否尽可能短;

    金属外壳的滤波器的接地最好直接通过其外壳和地之间的大面积搭接。检查滤波器的输入、输出线是否互相靠近。适当调整X/Y电容的容值、差模电感及共模扼流圈的感量;调整Y电容时要注意安全问题;改变参数可能会改善某一段的辐射,但是却会导致另外频度变差,所以需要不断的试,才能找到最好的组合。适当增大触发极上的电阻值不失为一个好办法;也可在开关管晶体管的集电极(或者是MOS管的漏极)或者是次级输出整流管对地接一个小电容也可以有效减小共模开关噪声。开关电源板在PCB布线时一定要控制好各回路的回流面积,可以大大减小差模辐射。在PCB电源走线中增加104/103电容为电源去耦;在多层板布线时要求电源平面和地平面紧邻;在电源线上套磁环进行比对验证,以后可以通过在单板上增加共模电感来实现,或者在电缆上注塑磁环。输入AC线的L线的长度尽量短;

    屏蔽设备内部,孔缝附近是否有干扰源;结构件搭接处是否喷有绝缘漆,采用砂布将绝缘漆擦掉,作比较试验。检查接地螺钉是否喷有绝缘漆,是否接地良好。

    講得很詳細.好東西,.

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  • power1573

    LV.1

    2010-09-01 11:01

    @xiangyi

    辐 射 方 面 EMI 对 策

    辐射在30300MHz频段内出现宽带噪声超标

    通过在电源线上增加去耦磁环(可开合)进行验证,如果有改善则说明和电源线有关系,采用以下整改方法:如果设备有一体化滤波器,检查滤波器的接地是否良好,接地线是否尽可能短;

    金属外壳的滤波器的接地最好直接通过其外壳和地之间的大面积搭接。检查滤波器的输入、输出线是否互相靠近。适当调整X/Y电容的容值、差模电感及共模扼流圈的感量;调整Y电容时要注意安全问题;改变参数可能会改善某一段的辐射,但是却会导致另外频度变差,所以需要不断的试,才能找到最好的组合。适当增大触发极上的电阻值不失为一个好办法;也可在开关管晶体管的集电极(或者是MOS管的漏极)或者是次级输出整流管对地接一个小电容也可以有效减小共模开关噪声。开关电源板在PCB布线时一定要控制好各回路的回流面积,可以大大减小差模辐射。在PCB电源走线中增加104/103电容为电源去耦;在多层板布线时要求电源平面和地平面紧邻;在电源线上套磁环进行比对验证,以后可以通过在单板上增加共模电感来实现,或者在电缆上注塑磁环。输入AC线的L线的长度尽量短;

    屏蔽设备内部,孔缝附近是否有干扰源;结构件搭接处是否喷有绝缘漆,采用砂布将绝缘漆擦掉,作比较试验。检查接地螺钉是否喷有绝缘漆,是否接地良好。

    講得很詳細.好東西,.

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  • power1573

    LV.1

    2010-09-01 11:01

    @xiangyi

    辐 射 方 面 EMI 对 策

    辐射在30300MHz频段内出现宽带噪声超标

    通过在电源线上增加去耦磁环(可开合)进行验证,如果有改善则说明和电源线有关系,采用以下整改方法:如果设备有一体化滤波器,检查滤波器的接地是否良好,接地线是否尽可能短;

    金属外壳的滤波器的接地最好直接通过其外壳和地之间的大面积搭接。检查滤波器的输入、输出线是否互相靠近。适当调整X/Y电容的容值、差模电感及共模扼流圈的感量;调整Y电容时要注意安全问题;改变参数可能会改善某一段的辐射,但是却会导致另外频度变差,所以需要不断的试,才能找到最好的组合。适当增大触发极上的电阻值不失为一个好办法;也可在开关管晶体管的集电极(或者是MOS管的漏极)或者是次级输出整流管对地接一个小电容也可以有效减小共模开关噪声。开关电源板在PCB布线时一定要控制好各回路的回流面积,可以大大减小差模辐射。在PCB电源走线中增加104/103电容为电源去耦;在多层板布线时要求电源平面和地平面紧邻;在电源线上套磁环进行比对验证,以后可以通过在单板上增加共模电感来实现,或者在电缆上注塑磁环。输入AC线的L线的长度尽量短;

    屏蔽设备内部,孔缝附近是否有干扰源;结构件搭接处是否喷有绝缘漆,采用砂布将绝缘漆擦掉,作比较试验。检查接地螺钉是否喷有绝缘漆,是否接地良好。

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  • whiterat

    LV.1

    2010-09-04 10:38

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    不错,楼主辛苦了
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