杜佐兵
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开关电源的EMI分析策略3

对于开关电源系统;

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由这个产品内部的敏感器件造成的。

对于电源产品主要的EMC器件是:

开关MOS管、电感&开关变压器、输出整流二极管。

 

从综合角度来看,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器件及位置上;

  如旁路,去藉,接地等方式。

如果对于EMC方面高效设计的细节可参考我的:

《开关电源的EMC-分析与设计》

 

我们来通过设计细节来探讨开关系统的PCB-设计问题;

PCB的基本设计方法如下图:

开关电源PCB设计总体原则

*拓扑电流回路面积最小化;脉冲电流回路路径最小化。

*对于隔离拓扑结构,电流回路被变压器隔离成两个或多个回路(原边和副边),电流回路面积及路径要分开最小化布置。

*如果电流回路有个接地点,那么接地点要与中心接地点重合;

*实际设计时,我们会受到条件的限制;

2个回路的电容可能不好近距离的共地!

设计的关键点:

我们要采用电气并联的方式就近增加一个电容达成共地(如上图)!!

最优化我们的环路面积设计!!!以下关键点请注意:

1.初级RCD吸收钳位电路流的电流为快速瞬间电流,因而此环路的面积也要尽量少。

2.输出次极整流二极管整流环路,流过幅值很高的开关变换电流,在电源中成为最强的电场功率辐射天线之一,因而其环路面积必须最小化。

3.输出次级整流二极管的钳位RC吸收电路,虽然di/dt比较小,但也尽量减少其环路面积,此环路对控制高频的EMI很关键。

4.如果VCC辅助供电绕组需要提供较大的电流时,也应尽可能降低其环路面积。

5.从开关电源变压器的角度来分析,连接其动点即“热点”器件的走线长度尽量小,较长的走线有较大的走线电感,同时这些信号会通过容性耦合到大地上,从而造成更多的共模EMI干扰。

6.再比如TV的整机EMI测试中,数据线,电源线,音频线,面板控制线一定要布局好并固定好位置!

注意:

A.相关的接口连接线不能从晶振旁边穿过或靠近它。 

B.相关的接口及连接线不能从CPU/主芯片及数字信号源旁边或正面下方穿过。即:连接线不能从干扰源(快速变化的信号)正面,下面及旁边经过,否则经过一系列的耦合变换,在连接线上就会使辐射干扰增大,就会造成怎么整改电源设计都没有效果的情况!碰到这种情况请先检查系统的布线及连接线的放置;通过调整连接线的位置就能大致进行判断!

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