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開關(guān)電源的電磁干擾防制技術(shù)——傳導(dǎo)篇

作者: 時間:2013-12-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1前言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/227574.htm

電源產(chǎn)品在做驗證時,經(jīng)常會遭遇到(EMI)的問題,有時處理起來需花費非常多的時間,許多工程師在對策時也是經(jīng)驗重于理論,知道哪個頻段要對策那些組件,但對于理論上的分析卻很欠缺。筆者從事設(shè)計多年,希望能藉由之前對策的經(jīng)驗與相關(guān)理論基礎(chǔ)做個整理,讓目前正從事或未來想從事設(shè)計的人員對能有初步的認識。

的電磁干擾測試可分為傳導(dǎo)測試與輻射測試,一般開關(guān)電源的傳導(dǎo)測試頻段是指150K~30MHz之間,而輻射干擾的頻段是指30M~300MHz,300MHz之后的頻段一般皆不是電源所產(chǎn)生,因此大都可以給予忽略。

下面內(nèi)容章節(jié)包括開關(guān)電源的傳導(dǎo)測試法規(guī),測試與量測方式,基本概念,抑制傳導(dǎo)干擾的濾波器設(shè)計,布線與變壓器設(shè)計等章節(jié)。

2傳導(dǎo)測試的法規(guī)

傳導(dǎo)的法規(guī)因產(chǎn)品別的不同,其所適用之條文亦不同,一般是使用歐洲的EN-55022或是美國的FCC part15來定義其限制線,又可以區(qū)分為CLASS A與CLASS B兩種標準,CLASS A為產(chǎn)品在商業(yè)與工業(yè)區(qū)域使用,CLASS B為產(chǎn)品在住宅及家庭區(qū)域使用,筆者所設(shè)計的產(chǎn)品為3C的家用電源,傳導(dǎo)測試頻段為150K~30MHz,在產(chǎn)品測試前請先確認申請的安規(guī)為何,不同的安規(guī)與等級會有不同的標準線。

圖1舉例為EN-55022 CLASS B的限制線圖,紅色線為準峰值(QP,Quasi-peak)的限制線,粉紅色為平均值(AV,Average)的限制線,傳導(dǎo)測試最終的目地,就是測試的機臺可以完全的低于其限制線,不論是QP值或AV值;一般在申請安規(guī)時,雖然只有在限制線下方即可申請,但多數(shù)都會做到低于2dB的誤差以預(yù)防測試場地不同所導(dǎo)致的差異,而客戶端有時會要求必需低于4~6dB來預(yù)防產(chǎn)品大量生產(chǎn)后所產(chǎn)生的誤差。

開關(guān)電源的電磁干擾防制技術(shù)——傳導(dǎo)篇

圖1

開關(guān)電源的電磁干擾防制技術(shù)——傳導(dǎo)篇

圖2

圖2為一量測后的例子,一般量測時都會先用峰值量測,因峰值量測是最簡單且快速的方法,量測儀器以9KHz為一單位,在150K~30MHz之間用保持最大值(maximum hold)的方式來得到傳導(dǎo)的峰值讀值,用此來確認電源的最大峰值然后再依此去抓最高峰值的實際QP,AV值來減少掃描時間,圖2的藍色曲線為準峰值的峰值量測結(jié)果,一般在峰值量測完后會再對較高的6個頻率點做準峰值(QP)與平均值(AV)的量測,就如同圖2所標示。

峰值與準峰值的差別在于:峰值量測是不論時常出現(xiàn)或是偶爾出現(xiàn)的信號皆被以最大值的方式置在接收器的讀值中,而準峰值量測是指在一時間內(nèi)取數(shù)次此頻段的脈沖信號,若某頻率的信號在一段時間內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)率較高,才會得到較高之量測值;平均值則是對此頻段的振幅取平均值,典型的頻譜分析儀可將帶寬設(shè)定在30Hz左右來得到最真實的平均信號。

QP與AV相較于峰值,其偵測值必然較低,若一開始的峰值量測已有足夠的余度則不用再做單點的QP和AV量測。

現(xiàn)在的IC為了EMI傳導(dǎo)的防制,在操作頻率上都會做抖頻的功能,像是IC主頻為65KHz,但在操作時會以65KHz正負6K做變化,藉此來將差模倍頻的信號打散,不會集中在單一根頻率上,如果沒有抖頻功能,差模干擾在主頻的倍頻時會呈現(xiàn)單根很扎實的QP與AV,如同圖2的157KHz,儀器看到的峰值滿高的,但讀起來還仍有9dB以上的余度。



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