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嘉峪檢測網 2022-08-18 14:06
引起電磁兼容測試不通過的原因主要是共模干擾或差模干擾。
差模干擾:存在于L-N線之間,電流從L進入,流過整流二極管正極,再流經負載,通過熱地,到整流二極管,再回到N,在這條通路上,有高速開關的大功率器件,有反向恢復時間極短的二極管,這些器件產生的高頻干擾,都會從整條回路流過,從而被接收機檢測到,導致傳導超標(114檢測網)。
共模干擾:共模干擾是因為大地與設備電纜之間存在寄生電容,高頻干擾噪聲會通過該寄生電容,在大地與電纜之間產生共模電流,從而導致共模干擾。
下圖為差模干擾引起的傳導FALL數據,該測試數據前端超標,為差模干擾引起:
下圖為開關電源EMI原理部分:
圖中CX2001為安規薄膜電容(當電容被擊穿或損壞時,表現為開路)其跨在L線與N線之間,當L-N之間的電流,流經負載時,會將高頻雜波帶到回路當中。此時X電容的作用就是在負載與X電容之間形成一條回路,使得高頻分流,在該回路中消耗掉,而不會進入市電,即通過電容的短路交流電讓干擾有回路不串到外部(114檢測網)。
對差模干擾的整改對策:
增大X電容容值
增大共模電感感量,利用其漏感,抑制差模噪聲(因為共模電感幾種繞線方式,雙線并繞或雙線分開繞制,不管哪種繞法,由于繞制不緊密,線長等的差異,肯定會出現漏磁現象,即一邊線圈產生的磁力線不能完全通過另一線圈,這使得L-N線之間有感應電動勢,相當于在L-N之間串聯了一個電感)
下圖為共模干擾測試FALL數據:
電源線纜與大地之間的寄生電容,使得共模干擾有了回路,干擾噪聲通過該電容,流向大地,在LISN-線纜-寄生電容-地之間形成共模干擾電流,從而被接收機檢測到,導致傳導超標(這也可以解釋為什么有的主板傳導測試時,不接地通過,一夾地線就超標。USB模式下不接地時,電流回路只能通過L-二極管-負載-熱地-二極管-N,共模電流不能回到LISN,LISN檢測到的噪聲較小,而當主板的冷地與大地直接相連時,線纜與大地之間有了回路,此時若共模噪聲未被前端LC濾波電路吸收的話,就會導致傳導超標(114檢測網)。
對共模干擾的整改對策:
加大共模電感感量;調整L-GND,N-GND上的LC濾波器,濾掉共模噪聲;
主板盡可能接地,減小對地阻抗,從而減小線纜與大地的寄生電容。
電磁兼容EMC測試整改方案:
1、150kHz-1MHz,以差模為主,1MHz-5MHz,差模和共模共同起作用,5MHz 以后基本上是共模。差模干擾的分容性藕合和感性藕合。一般1MHz以上的干擾是共模,低頻段是差摸干擾。用一個電阻串一個電容后再并到Y電容的引腳上,用示波器測電阻兩引腳的電壓可以估測共模干擾。
2、保險過后加差模電感或電阻。
3、小功率電源可采用PI型濾波器處理(建議靠近變壓器的電解電容可選用較大些)。
4、前端的π型EMI零件中差模電感只負責低頻EMI,體積別選太大(DR8太大,能用電阻型式或DR6更好)否則幅射不好過,必要時可串磁珠,因為高頻會直接飛到前端不會跟著線走。5、傳導冷機時在0.15MHz-1MHz超標,熱機時就有7dB余量。主要原因是初級BULk電容DF值過大造成的,冷機時ESR比較大,熱機時ESR比較小,開關電流在ESR上形成開關電壓,它會壓在一個電流LN線間流動,這就是差模干擾。(114檢測網)解決辦法是用ESR低的電解電容或者在兩個電解電容之間加一個差模電感。
6、測試150kHz總超標的解決方案:加大X電容看一下能不能下來,如果下來了說明是差模干擾。如果沒有太大作用那么是共模干擾,或者把電源線在一個大磁環上繞幾圈, 下來了說明是共模干擾。如果干擾曲線后面很好,就減小Y電容,看一下布板是否有問題,或者就在前面加磁環。
7、可以加大PFC輸入部分的單繞組電感的電感量。
8、PWM線路中的元件將主頻調到60kHz左右。
9、用一塊銅皮緊貼在變壓器磁芯上。
10、共模電感的兩邊感量不對稱,有一邊匝數少一匝也可引起傳導150kHz-3MHz超標。11、一般傳導的產生有兩個主要的點:200kHz和20MHz左右,這幾個點也體現了電路的性能;200kHz左右主要是漏感產生的尖峰;20MHz左右主要是電路開關的噪聲。處理不好變壓器會增加大量的輻射,加屏蔽都沒用,輻射過不了。
12、將輸入BUCk電容改為低內阻的電容。
13、對于無Y-CAP電源,繞制變壓器時先繞初級,再繞輔助繞組并將輔助繞組密繞靠一邊,后繞次級。
14、將共模電感上并聯一個幾k到幾十k電阻。
15、將共模電感用銅箔屏蔽后接到大電容的地。
16、在PCB設計時應將共模電感和變壓器隔開一點以免互相干擾。
17、保險套磁珠。
18、三線輸入的將兩根進線接地的Y電容容量從2.2nF減小到471。
19、對于有兩級濾波的可將后級0.22uFX電容去掉(有時前后X電容會引起震蕩) 。
20、對于π型濾波電路有一個BUCk電容躺倒放在PCB上且靠近變壓器此電容對傳導150kHz-2MHz的L通道有干擾,改良方法是將此電容用銅箔包起來屏蔽接到地,或者用一塊小的PCB將此電容與變壓器和PCB隔開?;蛘邔⒋穗娙萘⑵饋?, 也可以用一個小電容代替。
21、對于π型濾波電路有一個BUCk電容躺倒放在PCB上且靠近變壓器此電容對傳導150kHz-2MHz的L通道有干擾,改良方法是將此電容用一個1uF/400V或者說0.1uF/400V電容代替, (114檢測網)將另外一個電容加大。
22、將共模電感前加一個小的幾百uH差模電感。
23、將開關管和散熱器用一段銅箔包繞起來,并且銅箔兩端短接在一起,再用一根銅線連接到地。
24、將共模電感用一塊銅皮包起來再連接到地。
25、將開關管用金屬套起來連接到地。
26、加大X2電容只能解決150kHz左右的頻段,不能解決20MHz以上的頻段,只有在電源輸入加以一級鎳鋅鐵氧體黑色磁環,電感量約50uH-1mH。
27、在輸入端加大X電容。
28、加大輸入端共模電感。
29、將輔助繞組供電二極管反接到地。
30、將輔助繞組供電濾波電容改用瘦長型電解電容或者加大容量。
31、加大輸入端濾波電容。
32、150kHz-300kHz和20MHz-30MHz這兩處傳導都不過,可在共模電路前加一個差模電路。也可以看看接地是否有問題,該接地的地方一定要加強接牢,主板上的地線一定要理順,不同的地線之間走線一定要順暢不要互相交錯的。
33、在整流橋上并電容,當考慮共模成分時,應該鄰角并電容,當考慮差模成分時,應該對角并電容。
34、加大輸入端差模電感。
來源:Internet