電源傳導、輻射整改實(shí)例詳解

說(shuō)到EMC 的整改問(wèn)題，很多工程師都會(huì )有很刻記憶：有的工程師認為不是自己設計的電路或自己布的PCB，那別人就對這個(gè)電源過(guò)EMC 沒(méi)有更好的方法，還有的一些工程師對電源的IC 的功能情有獨鐘，他們可以分析出很多的情況，認為是這個(gè)IC 的功能影響到了產(chǎn)品的EMC 的指標。從本人做EMC 的整改經(jīng)驗來(lái)看不能認同這些朋友的意見(jiàn)。本人從事整改好幾年，經(jīng)手整改過(guò)的產(chǎn)品有電源、陸軍標的逆變電源、工業(yè)電源，也有大功率的LED 電源、音視頻產(chǎn)品，對這些產(chǎn)品的工作原理只大略知道，無(wú)論如何也比不上專(zhuān)職工程師，但一樣可以把這些產(chǎn)品整改符合EMC的要求同時(shí)也讓各企業(yè)滿(mǎn)意。

最近幫一個(gè)企業(yè)整改了一個(gè)二十幾瓦的電源，本文結合測試的曲線(xiàn)描述整改的經(jīng)過(guò)。

先上一個(gè)測試不通過(guò)的曲線(xiàn)：

圖1 傳導測試的曲線(xiàn)

圖2 空間輻射的 V 方向曲線(xiàn)

圖3 空間輻射的 H 方向的曲線(xiàn)

以上這個(gè)電源是一個(gè) 25W 左右的開(kāi)關(guān)電源，電源的電路圖因為客戶(hù)原因不方便上傳，但可以跟大家先說(shuō)明一下，此電路用了一個(gè)0。1uF 的X 電容和一個(gè)30mH 的共模電感。次級輸出加了一個(gè)50uH 的工字電感?？蛻?hù)整改要求整改方案要能量產(chǎn)。

拿到產(chǎn)品后首先看了一下這個(gè)產(chǎn)品發(fā)現 MOS 管和雙向二極管所帶的散熱片都是沒(méi)有接入熱地的。（也就是電源初級邊的電解電容的負極。變壓器內有一層線(xiàn)圈繞制的屏蔽并接入熱地。

我的整改方案，如下：

從傳導的曲線(xiàn)上 1MHz 前超標的情況可以看出差模電容X 太小了，所以修改了X 電容變成0。22uF。而1-5MHz 之間也超標，所以增加共模電感到50mH ,這項頻率超標一般主要是有變壓器的漏感造成的。在變壓器的外面增加了一個(gè)屏蔽銅箔，并接入熱地。（同時(shí)做了別外一個(gè)變壓器，去除原變壓器內部的屏蔽層，改變了變壓器的繞線(xiàn)方式，在變壓器的外面做了屏蔽并接入熱地用備用）同時(shí)將 MOS 管和雙向二極管的散熱片也接入熱地。同時(shí)將MOS 管的D、S 兩腳間增加了一個(gè)101/1KV的電容，做完以上的整改方案后做了一次測試。

圖4 測試曲線(xiàn)

此圖為客戶(hù)原板上所用變壓器，我只在外面增加一個(gè)屏蔽層。測試可以通過(guò)不過(guò)余量很小只有 1dB。顯然來(lái)能保障批量生產(chǎn)可能造成的不確定性。

圖5為空間輻射的曲線(xiàn) V 方向雖然也能通過(guò)但余量也是很小。

圖6為 H 方向的曲線(xiàn)，可以看到100-120MHz 段還有超標的情況。

根據以上的情況我做了第二次修改，將變壓器更新成我前面提到過(guò)的改變了繞線(xiàn)方式的變壓器。用我的頻譜分析儀重新查看了一產(chǎn)品的變壓器的位置和MOS 管的位置。發(fā)現MOS 管的位置曲線(xiàn)不是有點(diǎn)高，并且成有規律的波形，如圖7：

于是用頻譜分別對 MOS 管的G、D、S 三個(gè)腳接觸看一下是哪個(gè)腳是輻射源，發(fā)現D 極的輻射源最大。

于是我在D 極上串了一個(gè)通用的插件磁珠。（￠3.5*8）再看MOS 管的頻譜曲線(xiàn)如圖8:

大家可以看到此時(shí) MOS 管的輻射明顯減小而且更平穩了一些.于是第二次做了測試.結果如下:

從圖9可以看到此時(shí)的傳導已經(jīng)非常的好,余量最小的為8.6dB.

圖10為 V 方向空間輻射曲線(xiàn)最小余量為8.3dB.

圖11為H 方向的曲線(xiàn)余量更大。

經(jīng)過(guò)兩次的修改該產(chǎn)品順利的符合了客戶(hù)要求的標準測試。最終的整改方案為：

1． 將 MOS 管，雙向二極管的散熱片面接入電源的熱地。

2． 將 X 電容改為0.22uF。

3． 將共模電感改為 50mH.

4． 在 MOS 管的D 線(xiàn)電路的正面串入一個(gè)插件的磁珠。去消在D、S 間并接的101 電容。

5． 將變壓器的繞線(xiàn)方式改變了一下，取消內部的屏蔽，而在外部加了一個(gè)屏蔽層。并接入熱地。

小結：其實(shí) EMC 的整改主要是電源的整改因為任何產(chǎn)品都要有電源來(lái)供電，此處沒(méi)有處理好一定會(huì )影響到其它的地方。不論是什么產(chǎn)品它的輻射或傳導主要有這個(gè)產(chǎn)品內部的敏感元器件造成的。對于電源產(chǎn)品主要有的敏感元器件就是變壓器、MOS 管、二極管。所以只要解決好這三個(gè)方面的協(xié)調問(wèn)題EMC 就不難搞定。而解決EMC 的方法概括來(lái)說(shuō)就是：消除干擾源、切除干優(yōu)傳導的途徑、疏導干擾源。