揭秘共模电感与Y电容组合成滤波器的背后神操作

EMC/EMI设计

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描述

一般实验室的测试方法为,使用LISN将某段导体中的电压提取出来,进行一定的校正,最后与一条标准基线对比,看是否超标,如果超标,我们就需要找出原因,导入到量产之中。

开篇之前,让我们来回顾一下传导发射的定义以及测试原理。传导发射(Conducted Emission)测试,通常也会被称为骚扰电压测试,只要有电源线的产品都会涉及到,包括许多直流供电产品,另外,信号/控制线在不少标准中也有传导发射的要求,通常用骚扰电压或骚扰电流的限值(两者有相互转换关系)来表示,灯具中的插入损耗测试(直接用dB表示)也属于传导测试范畴。

下图为简易的电压法传导发射测试方框图:

共模电感

【现象描述】

某项目为铁壳,220V/1000W, 在进行CE102测试中,电源端口测试频段10KHz~30MHz中23KHz的小包络超标,其数据见下图:

共模电感

【原因分析】

快速定位:从上图中,可以看出超标的频点主要是23KHz,其超标为8dB左右,通过查看原理图及拆机我们看到,该产品在电源端口已经具备了多级滤波,除了外购滤波器,还特别增加了内置所加的滤波器,一群的Y电容,那为什么还会超标呢?下图为一级滤波,而我们手工加的两级滤波除了没有差模电感之外,其他都有:

共模电感


深入分析:通过增加Y电容总体大小为40nF+总体8mH共模电感,传导发射立马下降而合格了,但是漏电流超标(5mA限值);基于漏电流的限制,通过实验我们发现,其Y电容总值不能超过10nF,因此通过联合安规与CE测试,最终将滤波参数调整为总体2*4.7nF+100mH,漏电流大小为4.8mA,其最终滤波效果如下:

共模电感

【整改方案】

考虑到个体差异问题,共模电感量提高20%, 总体Y电容为2*4.7nF,总体共模感量为120mH,共模电感内芯材料由铁氧体变成了超微晶材料。对于外购的电源滤波器,可以直接去掉了,减少安装及相关物料费用。

随便说两句

电源滤波器的设计需要的考虑的因素为:

1、漏电流;

2、共模电感与Y电容的协同参数;

3、可靠性测试,大器件需点胶固定,如大共模电感,散热器件等

电压法传导测试整改手段主要采用分压法(共模电感与噪声源分压)与短路法(Y电容将电压与大地短路)
 

共模电感


 

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