反激式开关电源EMI理论基础及整改措施

电源/新能源

3522人已加入

描述

01

辐射定性分析方法

麦克斯韦方程组揭示了电场、磁场的来源及关系,并预言了电磁波的存在,奠定了经典电磁场理论。在此基础上,引入“矢量势”的概念,并增加库伦规范和洛仑兹规范限定条件,进而得到小环天线辐射场的磁场和电场强度表达式:

EMI设计

其中,S为环形面积,r为辐射源到辐射测试处的距离,λ为波长,I为环路中的电流大小,Z为波阻抗(常数,120π),θ为辐射方向与测试位置的夹角。

上式可定性指导反激式开关电源的辐射整改:

  1. 环路面积越小,辐射量越小;
  2. 负载电流越小,辐射量越小;
  3. 测试距离越远,辐射量越小;
  4. 工作频率越高,辐射量越大;
  5. 垂直方向和水平方向测试到的辐射强度不同。

02

辐射整改案例

案例一 Y电容回路影响

实验结果: 基于PN8386P+PN8306H的5V3.4A充电器,不同Y电容回路,垂直方向辐射相差6dB以上。

原因分析: Y电容将流过变压器的共模电流旁路为差模电流以改善EMI,该回路为辐射干扰源,回路面积越小EMI越好。

EMI设计

基于PN8386P+PN8306H的5V3.4A充电器PCB布线

EMI设计

CY1回路辐射测试结果(CY1=1nF,移除CY2)

EMI设计

CY2回路辐射测试结果(CY2=1nF,移除CY1)

案例二 RCD回路影响

实验结果: 基于PN8235+PN8306H的5V3.4A充电器,不同RCD吸收回路布线,垂直方向辐射相差10dB以上。

原因分析: 主开关管漏极为强干扰源, RCD吸收用以减弱此干扰量,RCD越靠近漏极辐射量则越小。

EMI设计

EMI设计

RCD吸收远离主开关管漏极PCB布线及辐射测试结果

EMI设计

EMI设计

RCD吸收靠近主开关管漏极PCB布线及辐射测试结果

案例三 di/dt影响

实验结果: 基于PN8160M的12V1.5A适配器,不同型号输出整流二极管,垂直方向辐射相差3dB以上。

原因分析: 在电流连续模式下,输出二极管反向恢复特性不同,di/dt引起的辐射能量不同。

EMI设计

基于PN8160M的12V1.5A适配器PCB布线

EMI设计

DO201-AD封装5T100辐射测试结果

EMI设计

TO277封装的10V80辐射测试结果

**案例四 dv/dt影响 **

实验结果: 基于PN8680M的12V1A适配器,主开关管是否并联Cds电容,垂直方向辐射相差3dB以上。

原因分析: Cds可减缓主开关管Vds的dv/dt,减小辐射量。

EMI设计

基于PN8680M的12V1A适配器PCB布线

EMI设计

无Cds电容辐射测试结果

EMI设计

有Cds(33pF)电容辐射测试结果

案例五 输出工模电感影响

实验结果: 基于PN8160H的12V2A适配器,是否带输出共模电感,垂直方向辐射相差6dB以上。

原因分析: 输出共模电感可有效阻碍共模干扰电流通过输出线向外辐射能量。

EMI设计

基于PN8160H的12V2A适配器PCB布线

EMI设计

无输出共模电感辐射测试结果

EMI设计

有输出共模电感辐射测试结果

打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分