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PCB設(shè)計中EMI傳導干擾該如何處理?

出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2018-09-14 15:30:13

  

     在電磁兼容設(shè)計中;我們基本的理論是:A.確認噪聲源B.了解噪聲源的特性C.確認噪聲源的傳播路徑;對于開關(guān)電源系統(tǒng)-《開關(guān)電源:EMC的分析與設(shè)計》的我們就噪聲源進行了總結(jié)分析,電磁兼容的三要素是重點;
  分析框圖結(jié)構(gòu)如下:


  從上面的三要素中,我們對EMI的傳播路徑:空間耦合和傳導耦合比較熟悉;我們實際也是重點在運用上述的理論來進行我們的實踐指導;在實際進行電路設(shè)計時我們PCB的設(shè)計也很關(guān)鍵;基本60%的EMC問題都是PCB設(shè)計的問題,PCB的設(shè)計問題受限于產(chǎn)品的PCB大小&結(jié)構(gòu)&接口的位置影響會導致我們《開關(guān)電源:EMC的分析與設(shè)計》例外的EMC的問題!
  EMI傳導干擾的以下幾種路徑:(總的EMI的耦合路徑)在電路中的分析如下:


  上面的原理路徑示意框圖設(shè)計到的信息非常廣,可以延伸到不同的電源拓撲結(jié)構(gòu);涉及到系統(tǒng)的傳導理論,輻射理論;如果電路你當做是標準的PFC大功率應用電路;這時候你就會考慮30MHZ-300MHZ的騷擾功率的問題!如果電路結(jié)構(gòu)前級輸入是低壓的交流輸入(例如12VAC)這個電路可以是標準的升壓(BOOST)電路結(jié)構(gòu);改變一下電感,開關(guān)MOS及輸出二極管的位置;這個電路就可以變成高壓或中低壓的降壓(BUCK)電路;也就是說這類電路的應用在EMI的問題表現(xiàn)及處理上都可使用同樣的等效結(jié)構(gòu);處理EMI的問題就非常類同了。
  A.在實際中我們還有10%的EMI的問題也是眾多設(shè)計師們沒有注意的問題!從而要從PCB的分析來入手!!分析框圖結(jié)構(gòu)如下:


  1.感性耦合路徑問題
  注意電路中的感性元件:電感 及 變壓器等等;
  2.容性耦合路徑問題
  注意電路中任意相近的兩根電流導線都會存在分布電容耦合:PCB走線 及 連接線等等;
  B.我在進行特殊例分析時就出現(xiàn)實際的;EMI傳導設(shè)計-中高頻部分優(yōu)化我們共模濾波器沒有明顯的效果;分析框圖結(jié)構(gòu)如下:
  如果我們的EMI電路的濾波電路使用2級濾波器結(jié)構(gòu);當共模電感大小和結(jié)構(gòu)無論怎么調(diào)整測試都不能解決>500KHZ- -10MHZ的EMI傳導問題;首先通過EMI的路徑分析;2級共模濾波器(共模電感感量及繞制都OK!)完全足夠解決150KHZ-10MHZ的傳導干擾;進行分析如下:
  1.檢查PCB設(shè)計電路中的BUCK/BOOST(或PFC電路)電感距離輸入EMI濾波器的位置;BUCK/BOOST電路的高壓電容的環(huán)路及續(xù)流二極管的環(huán)路面積情況,分析檢查其走線是否靠近輸入濾波器走線!進行基本的PCB布局布線分析!!
  2.采用簡單的方式來判斷問題;使用一個磁環(huán)將交流輸入電源線繞3圈及以上;EMI超標點立刻降低或消失,甚至通過EMI測試!?分析數(shù)據(jù)!!
  3.通過上面的磁環(huán)驗證很明顯我們可以找到解決問題的方法:去掉1級共模電感;使用一個雙線并繞的共模電感(1-5mH均可)放置在電路板的電源線入口進行測試;測試EMI測試數(shù)據(jù)是否達到5dB以上的裕量!從而確定問題;
  

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