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总结了一些有关LED电源EMC整改的实例

当今,电子、电器产品的电磁兼容性(EMC)越来越受到世界各国的重视,尤其是欧美等发达国家,更是强制执行。在我国的3C认证中也有一项重要内容:电磁兼容测试。

现在,还有很多人对电磁兼容这一概念理解的不深刻,遇到EMC方面的问题有些茫然,不知从何处着手改进。本人一直从事电子产品开发工作,近几年又从事LED电源开发和管理工作,积累了一点点经验,在此和大家分享一下。

先啰嗦一下什么是电磁兼容:

电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间以及有限的频谱资源条件下,各种用电设备或系统可以共存,而不引起性能降级的一门科学。通俗地说就是,一个合格的用电设备或系统,在工作时对外发出的电磁干扰应符合标准(即低于某个量),而抵抗干扰的能力也应符合标准(即高于某个量)。

电磁干扰的传播途径主要有2条:一是空间发射(辐射干扰),二是电源线传导(传导干扰)。

电磁兼容测试分为干扰(EMI)测试和抗干扰(EMS)测试。

在电子设备的干扰现象中,电磁干扰效应不仅跟脉冲的幅值有关,还与脉冲的重复频率有关。也就是说,即使干扰脉冲的幅值较大,但出现的频率很低时,其干扰能力也是有限的;反之,干扰脉冲出现的频率较高,但幅值很小,那么它的干扰能力也较小。所以,衡量干扰脉冲的干扰效应,既要考虑脉冲的幅值,又要考虑脉冲的重复频率。因此,EMI测试中,常常采用准峰值而不是峰值来衡量被测产品是否合格。

EMI测试中,主要测试以下3个值:

  值——周期内干扰脉冲的最大值,就是上面所说的幅值。

准峰值——具有规定时间常数的检测值,不仅与脉冲的幅值有关,还与脉冲的重复频率有关。

平均值——周期内干扰脉冲的平均大小,它主要依赖于脉冲的重复频率。

 

下面通过实例来分享我的EMC整改经验:

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2013-06-12 16:06

  

请看上面两个图:这是我公司一个工程师做的PAR38的LED电源,因刚开始公司没要求能过EMC测试,所以,能节省的元件都省了。后来,该工程师离职了,公司要求此电源通过CE认证,我拿了一个样品测试EMI,传导干扰和辐射干扰都大幅超标。

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2013-06-12 16:25
@微笑的野狼
[图片] [图片] 请看上面两个图:这是我公司一个工程师做的PAR38的LED电源,因刚开始公司没要求能过EMC测试,所以,能节省的元件都省了。后来,该工程师离职了,公司要求此电源通过CE认证,我拿了一个样品测试EMI,传导干扰和辐射干扰都大幅超标。

于是,我对此进行改进,首先改进传导干扰,由于传导干扰是通过电源线传播的,所以,在电源输入端加滤波电感和X电容,因是内置式电源,尺寸小,加了2个1mH的工字电感和一个0.1UF的X电容,下面2个图是改进后的测试结果:

  

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2013-06-12 16:36
@微笑的野狼
于是,我对此进行改进,首先改进传导干扰,由于传导干扰是通过电源线传播的,所以,在电源输入端加滤波电感和X电容,因是内置式电源,尺寸小,加了2个1mH的工字电感和一个0.1UF的X电容,下面2个图是改进后的测试结果:[图片] [图片] 

改进效果不太好,通过测试发现,它的输出空载电压比实际输出电压高出很多,于是,我降低空载电压,再次测试,又有所改进,请看图;

  

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2013-06-12 16:50
@微笑的野狼
改进效果不太好,通过测试发现,它的输出空载电压比实际输出电压高出很多,于是,我降低空载电压,再次测试,又有所改进,请看图; [图片] 

到此,再在传导方面动脑筋已没什么效果,况且空间有限,也不能加太多或太大的元件。这时辐射还超标很多,如果辐射合格了,传导也会有所改进。所以,我又转而改进辐射问题。先将变压器加上外屏蔽,同时在输出端加一个200UH的磁环共模电感,再测试看到,辐射已改进了很多。

 

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2013-06-12 16:55
@微笑的野狼
到此,再在传导方面动脑筋已没什么效果,况且空间有限,也不能加太多或太大的元件。这时辐射还超标很多,如果辐射合格了,传导也会有所改进。所以,我又转而改进辐射问题。先将变压器加上外屏蔽,同时在输出端加一个200UH的磁环共模电感,再测试看到,辐射已改进了很多。[图片] 

还未达到要求,在原边和副边之间加一个102的Y电容,再测试,已符合要求。

 

 

这时再测传导,已有大幅改进,但还差一点点,请看下图:

 

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2013-06-12 17:09
@微笑的野狼
还未达到要求,在原边和副边之间加一个102的Y电容,再测试,已符合要求。 [图片] 这时再测传导,已有大幅改进,但还差一点点,请看下图:[图片] 

改进到此,已基本符合要求,于是,我重新画原理图,将所用的元件都加入进去,在输出整流二极管两端加上吸收回路,并重新调整了PCB布局,将原来的双面板改为单面板,一个多星期后,打样的PCB回来,再做了几个样机测试,全部达标。

  

 

通过这个实例可以看出,EMC整改其实并没有想象中的那么难,只要弄懂了其原理,找出根源,对症下药,就一定能做出合格的电源。

希望能对大家有所帮助,同时也希望能起到抛砖引玉的作用,期待论坛里的高手们也拿出自己的经验一起分享,让我们共同进步。

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2013-06-13 09:06
@微笑的野狼
改进到此,已基本符合要求,于是,我重新画原理图,将所用的元件都加入进去,在输出整流二极管两端加上吸收回路,并重新调整了PCB布局,将原来的双面板改为单面板,一个多星期后,打样的PCB回来,再做了几个样机测试,全部达标。[图片] [图片]  通过这个实例可以看出,EMC整改其实并没有想象中的那么难,只要弄懂了其原理,找出根源,对症下药,就一定能做出合格的电源。希望能对大家有所帮助,同时也希望能起到抛砖引玉的作用,期待论坛里的高手们也拿出自己的经验一起分享,让我们共同进步。

你这个图不应该算打标吧,一般至少要留10DB的余量

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qinzutaim
LV.11
9
2013-06-13 14:48
@jinfengszh
你这个图不应该算打标吧,一般至少要留10DB的余量
过认证要求有3DB余量就行。。。。。。
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850787641
LV.7
10
2013-06-13 16:12

太好了,对我是十分有用,我最近也在搞一个能过EMC的案子

有一点不明白啊,就是空载电压高了,也会影响传导,为什么?

你测的时候应该是带载测试的,应该不是空载电压来测试的啊?

为什么你把空载电压降低了,传导会好那么多呢?

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850787641
LV.7
11
2013-06-13 16:13
你的Q号是多少啊?加你一下,应该你们自己有测试的设备吧,现在很多公司都有自己的测试EMC的设备了,也不是很贵,要是到别人那里测试比较麻烦,不过还要再拿回来整改,然后在过去测,麻烦死了
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850787641
LV.7
12
2013-06-14 14:00
@850787641
你的Q号是多少啊?加你一下,应该你们自己有测试的设备吧,现在很多公司都有自己的测试EMC的设备了,也不是很贵,要是到别人那里测试比较麻烦,不过还要再拿回来整改,然后在过去测,麻烦死了

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Matres
LV.3
13
2013-06-14 15:01
@850787641
太好了,对我是十分有用,我最近也在搞一个能过EMC的案子有一点不明白啊,就是空载电压高了,也会影响传导,为什么?你测的时候应该是带载测试的,应该不是空载电压来测试的啊?为什么你把空载电压降低了,传导会好那么多呢?
同问,空载电压高为什么会影响传导?
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xj56
LV.2
14
2013-06-14 16:00
如果再附上电路图就更加好了。
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xj56
LV.2
15
2013-06-14 16:01
@微笑的野狼
改进到此,已基本符合要求,于是,我重新画原理图,将所用的元件都加入进去,在输出整流二极管两端加上吸收回路,并重新调整了PCB布局,将原来的双面板改为单面板,一个多星期后,打样的PCB回来,再做了几个样机测试,全部达标。[图片] [图片]  通过这个实例可以看出,EMC整改其实并没有想象中的那么难,只要弄懂了其原理,找出根源,对症下药,就一定能做出合格的电源。希望能对大家有所帮助,同时也希望能起到抛砖引玉的作用,期待论坛里的高手们也拿出自己的经验一起分享,让我们共同进步。
真羡慕你们能测这么多次,要是我公司测到三次还不过早暴跳如雷了!
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2013-06-14 16:05
@Matres
同问,空载电压高为什么会影响传导?

关于这一点,我是这样理解的:因为开关电源输出端整流输出不是平滑的直流电压和电流,就算带载也是有峰值和谷值的,我们用万用表测得的只是平均值而已。

和副边反馈的电源不同,这种PSR模式是原边反馈的,确切的说是靠辅助绕组,在MOS管关断之后,进入反激状态,辅助绕组首先要给VCC电容充电,开始充电瞬间电流较大,会使辅助绕组电压达不到峰值,通过分压电阻到FB脚的电压就相对偏低,没起到反馈作用,这样,输出端的峰值电压就会高,空载电压越高,峰值电压也越高,次级耦合到初级的反向电压也会越高,对电源输入端的扰动就越大。降低空载电压也就降低了峰值电压,扰动自然就小了。

我经过实际测试,也确实如此,所以改了之后就好了。

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2013-06-14 16:07
@850787641
你的Q号是多少啊?加你一下,应该你们自己有测试的设备吧,现在很多公司都有自己的测试EMC的设备了,也不是很贵,要是到别人那里测试比较麻烦,不过还要再拿回来整改,然后在过去测,麻烦死了
我的QQ:283597439,请多指教。
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2013-06-14 16:14
@xj56
如果再附上电路图就更加好了。

 

 

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2013-06-14 16:17
@xj56
真羡慕你们能测这么多次,要是我公司测到三次还不过早暴跳如雷了!
我们是自己有测试设备,3万多块钱买的。
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2013-06-14 16:21
@jinfengszh
你这个图不应该算打标吧,一般至少要留10DB的余量

传导以准峰值和平均值为准,你看两种标都在各自的标线以下,而且余量很大。

辐射测试不同,测试曲线超了就是超了,不看打标。

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850787641
LV.7
21
2013-06-14 16:54
@微笑的野狼
[图片]我们是自己有测试设备,3万多块钱买的。
羡慕你们,有自己的设备,有些老板就是宁可吃掉,嫖妞花掉,也不想买一台EMC设备
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850787641
LV.7
22
2013-06-14 16:57
@微笑的野狼
[图片] [图片] 

狼先生,你好,这个是哪家方案啊?能否透漏一下

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2013-06-14 19:11
@850787641
狼先生,你好,这个是哪家方案啊?能否透漏一下
这种方案有很多,我这个是OB2532
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Matres
LV.3
24
2013-06-14 19:21
@微笑的野狼
关于这一点,我是这样理解的:因为开关电源输出端整流输出不是平滑的直流电压和电流,就算带载也是有峰值和谷值的,我们用万用表测得的只是平均值而已。和副边反馈的电源不同,这种PSR模式是原边反馈的,确切的说是靠辅助绕组,在MOS管关断之后,进入反激状态,辅助绕组首先要给VCC电容充电,开始充电瞬间电流较大,会使辅助绕组电压达不到峰值,通过分压电阻到FB脚的电压就相对偏低,没起到反馈作用,这样,输出端的峰值电压就会高,空载电压越高,峰值电压也越高,次级耦合到初级的反向电压也会越高,对电源输入端的扰动就越大。降低空载电压也就降低了峰值电压,扰动自然就小了。我经过实际测试,也确实如此,所以改了之后就好了。

发现楼主有问必答,RP很好!

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明月光
LV.6
25
2013-06-15 09:06
@微笑的野狼
[图片]我们是自己有测试设备,3万多块钱买的。
为啥我们的要10多万
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明月光
LV.6
26
2013-06-15 09:06
@微笑的野狼
传导以准峰值和平均值为准,你看两种标都在各自的标线以下,而且余量很大。辐射测试不同,测试曲线超了就是超了,不看打标。
辐射也看打标的吧?TUV他们也可以打标打下来的
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蒋洪涛
LV.6
27
2013-06-15 09:18
@微笑的野狼
这种方案有很多,我这个是OB2532

这个看看有益

 

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Matres
LV.3
28
2013-06-15 09:35
@微笑的野狼
我的QQ:283597439,请多指教。

LZ能不能加下你,本人菜鸟一个接触电源没多久,最近也在整一个方案的EMC

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850787641
LV.7
29
2013-06-15 10:04
@微笑的野狼
这种方案有很多,我这个是OB2532
我用OB2532做了一款24W的电源,还可以,效率不错
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kevin528
LV.5
30
2013-06-15 10:35

EMC整改经验积累很重要。

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850787641
LV.7
31
2013-06-15 11:03
@kevin528
EMC整改经验积累很重要。
是的,曾经看到一个帖子,说对IC不是很了解,但是在整改电源做了好几年,几乎看到测试结果都能判断问题出在哪里,所以经验很重要,当然原理还是要懂的
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