开关电源EMC的重要性
荡电路的Q值:Q值越大,峰值就越大。Q值小,则峰值校为了减小峰值,可减小变压器的漏感Lep,加大Cds和电路的阻抗R。而加入Snubber电路是 极有效之方法。
振荡2发生在Mosfet Q1关断,副边二极管由通转向关断,原边励磁电感被释放(这时Cds被充至2Vc1),Cds和原边线圈的杂散电容Clp为并联状态,再和原边电感Lp(励磁电感和漏感之和)发生振荡。放电回路同振荡1。振荡频率为:
在Lp上的振荡电压Vlp迭加在Vc1上,致使Vds=Vc1+Vlp 。量测Lp=0.4mH;Q1为2611,查规格书可得Coss=190pF(Coss近似等于Cds),而此充电板为两个管子并联,所以Cds=380pF;Clp在200KHz时测得为Clp=1.6nF。由上式可求得:f =178.6KHz,和下图中190.5K吻合。
●我们可实行的改善措施有两个:
★1、减小Noise的大小;
★2、切断或改善传播途径。
1.减小Noise 的大小:
首先考虑以下三个方面:
①Mosfet、Diode动作时,具有很宽的频谱含量,开关频率的谐波本身就是较强的干扰源。
措施:在满足所要求的效率、温升条件下,我们可尽量选开关较平缓的管子。而通过调节驱动电阻也可达到这一目的。
②Q1、D1 的振荡 1会产生较强的干扰。
措施:
*对寄生电容Cds、Cj 的处理:在Q1的ds极、二极管的两端各并上一681小电容,来降低电路的Q 值,从而降低振荡的振幅A,同时能降低振荡频率f。需注意的是:此电容的能量1/2Cu2将全部消耗在Q1上,所以管子温升是个问题。解决的办法是使用RC snubber, 让能量 消耗在 R上。同时R能起到减小振幅的作用。
*对变压器的漏感Le的处理:
1、变压器采用 三明治 绕法,以减小漏感。
2、在变压器的绕组上加吸收电路。
3、减小Q1 D极到变压器的引线长度。(此引线电感和漏感相迭加)采取上述 措施降低振荡 1的影响之后得下图。
③: Q1 D1 上的振荡 2 会产生较强干扰。
分析方法和②相同,但此时 电感已变得很大了(主要为为励磁电感),因此漏感和引线电感对③的影响相对较小。
同样从上面的分析中,可看出Nosie 的传播途径主要是通过变压器的杂散电容Ctx;
Mosfet/Diode到散热片的杂散电容Cm/Cd;及散热片到地的杂散电容Ce等途径而耦合到LISN被取样电阻所俘获。
措施一:在Rs的地端和C2的地间接一个Y电容(472)。
原理分析:它的作用是双重的,一是为Mosfet动作产生且串到变压器副边的noise 电流(如I4),提供一个低阻抗的回路,减小到地的电流。二是为二次侧Diode产生的且串到变压器原边的noise 电流提供低阻抗回路,从而减小流过LISN的电流。
其效果如下图:红色为:未改善之前;蓝色为:采取措施之后
措施二:变压器加法拉第铜环:
变压器是Noise传播的主要通道之一,其中初级线圈和次级线圈间杂散电容Ctx是重要因素。而在变压器内部加法拉第铜环是减小Ctx 的有效的方法之一。
措施三:散热片接Rs的地端:
目的为了将 散热片-Ce—地-LISN这一支路 旁路掉,从而减小到地的电流。其效果如下图:可看出,在低频时较有效;在高频时, 效果不明显,这主要是因为在高频时,管脚直接对地的电容已有相当的作用。
红色为:散热片未接地;蓝色为:散热片接地
当综合上述所有措施后,EMI总效果对比如图所示:
红色为:未采取措施前;蓝色为:综合上述措施后
国际认证体系简介
●欧洲地区 :
认证EMC MarkEMC
Standard分为EMI (电磁干扰测试) & EMS (电磁相容测试) 两部分:
★1. EMI部分为 EN55022, EN61000-3-2, EN61000-3-3;
★2. EMS部分为 EN55024 內含7项测试:
EN55022为Radiation Test & Conduction Test (传导 & 幅射测试);
EN61000-3-2为Harmonic Test (电源谐波测试);
EN61000-3-3为Flicker Test (电压变动测试)
EN61000-4-2为ESD Test (静电测试);
EN61000-4-3为RS Test EN61000-4-4为EFT Test (电子快速脉衝测试);
EN61000-4-5为Surge Test (雷击测试)
EN61000-4-6为CS Test (传导耐受度测试);
EN61000-4-8为PFMF Test EN61000-4-11为DIP Test (电压突降测试)
●美洲地区:
认证EEMI Mark FCC (强制性)
Standard FCC Part 15 (EMI 电磁干扰测试)
申请方式
1. Class A 自我认証
2. Class B DOC 自我认証方式
3. Class B 经由TCB认証, 取得FCC ID Number
<注> 以前ITE产品可直接送FCC认証, 取得FCC ID, 但自2000/11/15起FCC已不再认証, 授权由TCB 发ID Number, 而TCB只接受美国当地实验室所送案件, 用意在鼓励其他地区以DOC方式认証.
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