电源线传导发射测试超标电路EMC整改案例分享

描述

01.问题描述

某产品在进行EN 55014-1传导发射测试时,扫描结果如下,报告显示准峰值探测器上高达10dB的超标。如何改进呢?让我们分析一下问题。

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02.问题分析

低频电源传导发射超标很常见,通常是由差模电压噪声引起的。这是由流经初级侧体去耦和开关电路的电流产生的。电源控制器的开关频率通常在 30kHz至250kHz范围内,这使其(及其谐波)正好处于此测试的较低频率(低于1MHz)范围内。

03.整改方案

我们可以通过多种方式改善差模噪声。首选的方法是从源头消除噪声,在这种情况下,可以通过降低整流电源用到的大容量去耦电容器的阻抗来实现。当前产品中的电源滤波模块是用一些具有相对较高阻抗的普通电解电容器组成的。因此,我们首先尝试把电解电容更换为低阻抗电解电容器。

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结果:更换电解电容后,QP测量值有了很大的改善,其中一些测量值降低了约10dB。平均值读数的改善不太明显,特别是在550kHz左右,仅有3dB的改善。所以去耦电容器的高频阻抗的改善还不够彻底。目前有两种选择,一种选择是用适当额定值的高频去耦电容器与大容量去耦电容器并联。另一种选择是改进交流电源输入的滤波方案,阻断噪声的传导路径。

可以通过多种方式实现差模噪声的过滤。最常见的方法是利用共模扼流圈的漏感以及在火线和零线之间放置X电容器来组成LC滤波器。漏感大概是数十微亨,而共模电感自身感量通常大几个数量级,高达数十毫亨。那么10uH的漏感与470nF的电容器组成的滤波器频率将超过100kHz。

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测试结果显示在很宽的频率范围内性能提高了约5dB,平均值限制线下有大约2dB的余量,因为不同实验室测量方法,测量设备会有差别,所以一般2dB余量是不太够的,需要进行进一步的滤波,进一步改进的方案可以考虑采用再增加一个X电容器以形成pi滤波器,但由于差模噪声的阻抗较低,这种方法可能不那么有效。添加一些电感以与大容量去耦电容器形成 LC滤波器是另一种理论上来说会比较有效的方法。

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