电源传导、辐射整改实例

 

　　说到EMC 的整改问题，很多工程师都会有很刻记忆：有的工程师认为不是自己设计的电路或自己布的PCB，那别人就对这个电源过EMC 没有更好的方法，还有的一些工程师对电源的IC 的功能情有独钟，他们可以分析出很多的情况，认为是这个IC 的功能影响到了产品的EMC 的指标。从本人做EMC 的整改经验来看不能认同这些朋友的意见。本人从事整改好几年，经手整改过的产品有电源、陆军标的逆变电源、工业电源，也有大功率的LED 电源、音视频产品，对这些产品的工作原理只大略知道，无论如何也比不上专职工程师，但一样可以把这些产品整改符合EMC的要求同时也让各企业满意。

　　最近帮一个企业整改了一个二十几瓦的电源，本文结合测试的曲线描述整改的经过。

　　

 

　　先上一个测试不通过的曲线：上图是传导测试的曲线。

　　

 

　　上图是空间辐射的 V 方向曲线

　　

 

　　上图是空间辐射的 H 方向的曲线

　　以上这个电源是一个 25W 左右的开关电源，电源的电路图因为客户原因不方便上传，但可以跟大家先说明一下，此电路用了一个0。1uF 的X 电容和一个30mH 的共模电感。次级输出加了一个50uH 的工字电感。客户整改要求整改方案要能量产。

　　拿到产品后首先看了一下这个产品发现 MOS 管和双向二极管所带的散热片都是没有接入热地的。(也就是电源初级边的电解电容的负极。变压器内有一层线圈绕制的屏蔽并接入热地。

　　我的整改方案，如下：

　　从传导的曲线上 1MHz 前超标的情况可以看出差模电容X 太小了，所以修改了X 电容变成0。22uF。而1-5MHz 之间也超标，所以增加共模电感到50mH ,这项频率超标一般主要是有变压器的漏感造成的。在变压器的外面增加了一个屏蔽铜箔，并接入热地。(同时做了别外一个变压器，去除原变压器内部的屏蔽层，改变了变压器的绕线方式，在变压器的外面做了屏蔽并接入热地用备用)同时将 MOS 管和双向二极管的散热片也接入热地。同时将MOS 管的D、S 两脚间增加了一个101/1KV的电容，做完以上的整改方案后做了一次测试。

　　曲线见下面：

　　

 

　　此图为客户原板上所用变压器，我只在外面增加一个屏蔽层。测试可以通过不过余量很小只有 1dB。显然来能保障批量生产可能造成的不确定性。

　　下图为空间辐射的曲线 V 方向虽然也能通过但余量也是很小。

　　

 

　　下图为 H 方向的曲线，可以看到100-120MHz 段还有超标的情况。

　　

 

　　根据以上的情况我做了第二次修改，将变压器更新成我前面提到过的改变了绕线方式的变压器。用我的频谱分析仪重新查看了一产品的变压器的位置和MOS 管的位置。发现MOS 管的位置曲线不是有点高，并且成有规律的波形

　　

 

　　于是用频谱分别对 MOS 管的G、D、S 三个脚接触看一下是哪个脚是辐射源，发现D 极的辐射源最大。

　　于是我在D 极上串了一个通用的插件磁珠。(￠3.5*8)再看MOS 管的频谱曲线如下:

　　

 

　　大家可以看到此时 MOS 管的辐射明显减小而且更平稳了一些.于是第二次做了测试.结果如下:

　　

 

　　从上图可以看到此时的传导已经非常的好,余量最小的为8.6dB.

　　

 

　　上图为 V 方向空间辐射曲线最小余量为8.3dB.

　　

 

　　上图为H 方向的曲线余量更大。

　　经过两次的修改该产品顺利的符合了客户要求的标准测试。最终的整改方案为：

　　1. 将 MOS 管，双向二极管的散热片面接入电源的热地。

　　2. 将 X 电容改为0.22uF。

　　3. 将共模电感改为 50mH.

　　4. 在 MOS 管的D 线电路的正面串入一个插件的磁珠。去消在D、S 间并接的101 电容。

　　5. 将变压器的绕线方式改变了一下，取消内部的屏蔽，而在外部加了一个屏蔽层。并接入热地。

　　小结一下：其实 EMC 的整改主要是电源的整改因为任何产品都要有电源来供电，此处没有处理好一定会影响到其它的地方。不论是什么产品它的辐射或传导主要有这个产品内部的敏感元器件造成的。对于电源产品主要有的敏感元器件就是变压器、MOS 管、二极管。所以只要解决好这三个方面的协调问题EMC 就不难搞定。而解决EMC 的方法概括来说就是：消除干扰源、切除干优传导的途径、疏导干扰源。

　　a.消除就是用将干扰源通过热能的方式损耗掉，这种是制本的方式。

　　b.切除干扰传导的途径就是将干扰向外传递的路径切断，使其无法向外干扰，也就是我们常做的滤波，屏

　　蔽等方法。

　　c.疏导干扰源这种就是将干扰源引到不是敏感的元器件上如旁路，去藉，接地等方式.