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EMC整改实例:电源AC端口都有哪些坑?

苏州金螳螂建筑装饰通讯 2025-02-19 0

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与破案一样,作为一个EMC工程师,EMC问题定位是基本功。
也须要抽丝剥茧的探求问题背后的缘故原由。

以是本日和大家分享一个结果完美,过程细腻的电源AC端口CE/RE问题剖析的案例。

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电源AC端口CE/RE问题剖析

EMC整改实例:电源AC端口都有哪些坑? EMC整改实例:电源AC端口都有哪些坑? 互联通信
(图片来自网络侵删)

(电源AC端口CE测试数据)

问题一:198kHz超标

低频198k为差模噪声

常用手段为:增加差模滤波插损,增加电容或电感感量

问题二:CE高频段超标/余量不敷

CE高频段常日为共模接地不良及近场耦合,无法通过电感滤波改进

常用手段为:

1、高频共模电容滤波

2、调度共模电容接地点,减小共模环路及接地阻抗

3、减小近场耦合

(电源AC端口RE测试数据)

问题三:RE低频段超标

RE低频段由电源开关噪声引起的辐射问题

常用手段为:

1、端口高频滤波电容

2、加强电源参考地与机壳搭接

3、开关上升沿调度(影响效率)

剖析完了问题,接下来从下面几个方面先容AC端口滤波电路优化方案:

滤波电路优化

PCB优化

近场耦合优化

共模电感优化

滤波电路优化

1

(电源AC端口滤波电路)

(优化后的电源AC端口滤波电路)

PCB电路优化

2

(电源AC端口滤波电路)

PCB优化点1:优化共模噪声路径布线,共模电容布线短而粗,减小共模环路阻抗

PCB优化点2:靠近电源内部的共模电容单点接地,减小共模环路面积,办理两级共模电容共地问题。

近场耦合优化

3

AC电源连接器内部cable线较长,且靠近两级共模电感正上方,极易与共模电感产生近场耦合。

经由比拟验证创造,电源CE高频段噪声,为该cable线导致,调度CABLE线的位置,该频点降落5dB以上。

调度前

调度后

共模电感优化

4

在不增加占板面积,pin to pin的条件下,优化共模电感。

并通过对共模电感单体测试,识别器件单体差异。

结论:受限于我司当前LCR测试仪器的频率范围最大只有200kHz,从共模电感的感量变革曲线可知,15~20匝共模电感的共模分量谐振点大于200kHz,而30匝共模电感共模分量谐振点在150k~200kHz之间。
4款电感的差模分量在200kHz之间较为稳定,未涌现谐振点。

共模电感差异对CE的影响

结论

1、从以上数据可知,开关基频的测试结果基本与共模电感差模感量成正比。

2、CE高频段测试结果与共模电感感量干系性不大,但与共模电感匝间寄生电容,两级电感之间的近场耦合,及电感与电源输入cable 线之间的耦合等成分强干系。

从测试结果可知,共模电感B高频测试结果较好,而该厂家电感的紧张差异在于磁芯横截面积较小,虽然感量小,但两个电感之间耦合也相应减弱。

后续操持:调查不同电感的磁材,综合各家优点,全面优化共模电感。

测试结果比拟——CE

对多家供应商不同匝数电感的CE RE测试结果可知,共模电感B+共模电感A10mH电感可以同时办理CE的高频和低频问题,同时RE裕量充足,为当前最优办理方案,测试结果如下图所示:

改版前

改版后

测试结果比拟——RE

改版前

改版后

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