EMI中和传导相关共模及差模电流产生原理
程:
① 选择磁芯材料
铁氧体是一个较好的具有成本优势的材料。
② 设定电感的阻抗
对于一个给定的要求衰减的频率,定义此频率下共模电感的感抗为50~100Ω,即至少50%的衰减,因此有:Z =ωL
③ 选择磁芯的形状的和尺寸
成本低漏感小的环形磁芯非常适合于共模电感,但是这种形状不容易实现机械化绕制,一般用手工绕制。磁环尺寸的大小选取有一定的随意性,通常基于PCB的尺寸选取合适的磁芯。为了减小共模电感的寄生电容,共模电感通常只用单层的线圈。若单层绕制时磁芯无法容纳所有的线圈,则选用大一号尺寸的磁环。当然也可以基于磁芯的数据手册由LI的乘积选取。
④ 计算线圈的匝数
由磁芯的电感系数AL计算共模电感的圈数:
⑤ 计算导线的线径
导线允许通过的电流密度选取为:400~800A/cm2,由此可以得到要求的线径。
3.3 频率抖动或调制
事实上,噪声是基于特定的频带和步长(传导是9KHz)来检测的,当开关频率固定时,基于开关频率的电流变化和电压变化的高频高次谐波如2次,3次,4次,…… 会在一个特定的频率点处叠加,这样以此频率点为中心的一个窄带内噪声的值就较高。芯片有频率抖动或调制时,开关的频率不是固定的,而是在一定的范围内变化,频率变化的范围通常以名义的开关频率为中心上下变化不大于4KHz,以免影响到系统的正常工作。如基频即工作频率变化范围为±4KHz,则2次谐波频率变化的范围为±8KHz,3次谐波频率变化的范围为±12KHz ……,这样对于一个特定的频率点噪声在更宽的频带内分布,因此噪声的值降低。频率越高,特定的频率点频带分布越大,噪声值也就越低。频率抖动或调制的原理见图28所示。
从图29至图32可以看到:没有频率抖动或调制时谐波分布窄,噪声值在谐波频率点处较高。有频率抖动或调制时,谐波值平滑而且较小,从图29至图32还可以看出:频率抖动或调制对准峰值降低不大,而对平均值降低十分时显。在测试RE时,由于频率抖动或调制的作用,即使从波形看某一频点似乎没有余量,但接收机在读点时很难抓取到幅值最大点,因此读点时读取值仍有范围内有一定余量。
3.4 浮空电压波形
测量变压器初级和次级静点的电压波形及变压器磁芯的电压波形可以为EMI的传导测试提供一些参考。
常规结构的变压器的初级和次级静点电压波形的幅值为10V并且可以明显的看到基于开关频率的开关波形。新的结构的变压器的初级和次级静点电压波形的幅值为5V,基于开关频率的开关波形不是很明显。
常规结构的变压器的磁芯电压波形的幅值为18V并且可以明显的看到基于开关频率的开关波形。新的结构的变压器的磁芯电压波形的幅值为5V,基于开关频率的开关波形不是很明显。
附:PI 无Y 电容的变压器结构
(1)芯片有频抖功能,芯片可以不需要辅助绕组供电。
(2)变压器最外面裹铜皮,铜皮两端短接并引线到初级的地。
其中:实心黑点圈为绕制时的起点,空心点为骨架换方向后绕制时的起点。具体的各绕组的在骨架内的分布如图36所示。
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