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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

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  • songxium

    LV.1

    2010-09-04 11:15

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    非常详细的介绍,对EMC很有帮助。
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  • ling530999

    LV.1

    2010-09-04 13:48

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    非常感谢!!!
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  • arhui88

    LV.1

    2010-09-07 15:24

    @

      

    请楼主帮忙分析下这个电路板是哪些地方出问题造成辐射超高。

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  • to-a

    LV.1

    2010-09-08 11:59

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  • wuzhonggui

    LV.1

    2010-11-02 00:23

    @to-a

    也给本资料如何顺利通过电磁兼容试验 
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  • powercheng

    LV.1

    2010-11-04 11:43

    @xiangyi

    1MHZ 以内----以差模干扰为主

    1.增大X 电容量;

    2.添加差模电感;

    3.小功率电源可采用PI 型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)

     

    1MHZ---5MHZ---差模共模混合,

    采用输入端并联一系列X 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决,

    1.对于差模干扰超标可调整X 电容量,添加差模电感器,调差模电感量;

    2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制;

    3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如FR107 一对普通整流二极管1N4007

    5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法。

    对于外壳接地的,在地线上用一个磁环串绕2-3 圈会对10MHZ 以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔, 铜箔闭环.处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。

     

    对于20--30MHZ

    1.对于一类产品可以采用调整对地Y2 电容量或改变Y2 电容位置;

    2.调整一二次侧间的Y1 电容位置及参数值;

    3.在变压器外面包铜箔;变压器最里层加屏蔽层;调整变压器的各绕组的排布。

    4.改变PCB LAYOUT

    5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感;

    6.在输出整流管两端并联RC 滤波器且调整合理的参数;

    7.在变压器与MOSFET 之间加BEAD CORE

    8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。

    9. 可以用增大MOS 驱动电阻.

     

    30---50MHZ 普遍是MOS 管高速开通关断引起,

    1.可以用增大MOS 驱动电阻;

    2.RCD 缓冲电路采用1N4007 慢管;

    3.VCC 供电电压用1N4007 慢管来解决;

    4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感;

    5.MOSFET D-S 脚并联一个小吸收电路;

    6.在变压器与MOSFET 之间加BEAD CORE

    7.在变压器的输入电压脚加一个小电容;

    8.PCB LAYOUT 时大电解电容,变压器,MOS 构成的电路环尽可能的小;

    9.变压器,输出二极管,输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。

     

    50---100MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起,

    1.可以在整流管上串磁珠;

    2.调整输出整流管的吸收电路参数;

    3.可改变一二次侧跨接Y电容支路的阻抗,PIN脚处加BEAD CORE或串接适当的电阻;

    4.也可改变MOSFET,输出整流二极管的本体向空间的辐射(如铁夹卡MOSFET; 铁夹卡DIODE,改变散热器的接地点)。

    5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射.

     

    200MHZ 以上 开关电源已基本辐射量很小,一般可过EMI 标准。

    非常好
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  • chendelei

    LV.1

    2010-12-08 21:05

    @wuzhonggui

    强烈要求此帖评为精华贴.

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  • wuzhonggui

    LV.1

    2010-12-08 23:13

    @arhui88

      

    请楼主帮忙分析下这个电路板是哪些地方出问题造成辐射超高。

    输入加共模电感,X电容。输出也加小共模。

     

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  • wuzhonggui

    LV.1

    2010-12-08 23:15

    @arhui88

      

    请楼主帮忙分析下这个电路板是哪些地方出问题造成辐射超高。

    另外,差模两根线都要加,并且并联电阻。
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  • sky_siye

    LV.1

    2010-12-09 09:53

    @帝国梦

    最近在做CB认证,
      蛤蛤,,,做CB可以找我啊,..也不照顾下.QQ573146366
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