《EMI整改经验实战精炼》.docx
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《EMI整改经验实战精炼》
《EMI整改经验(实战精炼)》
第一篇。
emi整改经验(实战精炼)我们经常接触用电的东西大概分ite,音视频,家用电器,和灯具,当然还有其他的。
这些东西的一般都需要测试传导,空间辐射/骚扰功率,谐波,电压闪烁。
根据标准不同而不同。
传导主要是通过导线传播的。
所以我们整改时主要在滤波方面入手。
和辐射一样针对不同频率,所用的方法有一定差异。
很多东西涉及到pcb设计,排版。
这方面我就不讲了,我也不是很懂啊。
现在我们就讲成品的整改好了。
以我接触的产品看来,开关电源类产品的频率大概分四段。
150k-400k-4m-20m-30m,这样分的好处是找问题迅速,一般前一段的主要问题在于滤波元器件上。
小功率开关电源用一个合适的x电容和一个共模电感可消除,从增加的元件对测试结果来看,一般电感对av值有效,电容对qp值有效。
当然,这只是一般规律。
电容越大,滤除的频率越低。
电感越大(适可而止),滤除的频率越高。
400k-4m这一段主要是开关管,变压器等的干扰。
可以在管与散热片之间加屏蔽层(云母片),或者在引脚上套磁珠。
吸收电路上套磁珠有时也很有效。
变压器初次级之间的y电容也是不容忽视的。
次级对初级高压端合适还是低压端有时候对这段频率影响很大。
除此之外,调整滤波器也可以抑制其骚扰。
4m-20m这段主要是变压器等高频干扰,在没有找到根源前,大概通过调整滤波,接地,加磁珠等手段解除,有时也可能是输出端的问题。
20m以后主要针对齐纳二级管,输出端电源输入端整改。
一般是用到磁珠,接地等。
值得注意的是,滤波器件因该远离变压器,散热器,否则容易耦合。
镇流器整改原理和开关电源类似,但是前部分超标并非调整滤波器件就都可以解除,最有效的办法是y电容金属外壳,外壳再连接地线。
磁珠对高频抑制效果不错。
其他的大同小异。
家电类很多都涉及到马达,好的马达,一般一个x电容就可以通过传导。
频率高一点可以考虑加磁环。
很多马达是需要用到y电容的,通常是电刷对机壳。
机壳接地或不接根据情况来。
下面说说空间辐射吧,想必大家也参加过不少培训,从原理到设计到走线。
。
。
。
后悔没专心。
现在我讲点实用的,拿大家熟悉的pc来举例吧。
我也是分几部分来查原因。
30-300-600-1000m,这些都不是一个准确的频率。
前一段主要是通过引线传播,解决问题先得找到问题。
所以你就找个超标点,把eut调到超标最严重的位置,一个一个拔。
频率降了,就说明这个有问题。
频率再高点,拨光所有周边虽然频率有点改善还是超标,你不妨用手去挡或者接触机壳。
或者打开机壳摆弄一下走线,只到找到最有影响的原因。
最后一段自然就是空隙的原因了。
如果不在pcb上找解决的方法,只有加吸收材料,接地和屏蔽这几种方法,不过这也是几种比较适用有效的方法。
所以我们手里通常要有以下材料:
导电泡棉(塞缝的),铜/铝箔,扣式磁环,弹片等等。
辐射就象个水塔,哪里有口就往哪里跑,有时候这边好了,那边又不行。
所以要注意内部的走线等防止耦合等。
对于家电和音视频,功率辐射超标现象也很常见。
回说到功率辐射,今天恰好改了一个吹风机,就拿这个样品做例子吧,这玩意120v,功率辐射在114m以上突然一路狂飚,到300m的时候基本在70dbu/w,观察其机构:
电源线进来套一磁环,跨一x电容,然后就发热丝,分压后整流给24v直流马达供电。
象这种结构按理说不会有太大干扰,看到突然增高的频率,马上想到可能是某个元件失效,或者某个元件工作频率。
于是做了一部分整改,比如电极端加电容,加磁珠等,结果还是余量不足。
因为问题很明显出在电机,为了不增加成本,让整改变得有意义,所以让客户提供了两款小马达,和新样品。
测试结果很低很理想。
以上废话的心得是:
在无法接受成本的时候,就换核心部件。
马达类产品最好备不同厂家的样品,如果是测试马达,就多备用几个。
交流马达的碳刷产生的干扰比较常见,可以整改电感和电容。
磁环在这类产品中优势比较明显。
第二篇:
emi整改经验之谈一、emc小技巧
1.我只知道漏感越大,mos关断和开通时的震荡就大,mos的电压和电流应力就大,传导的共模电流就大,但是辐射我就不知道了
2.曾去做过emi实验,似乎非常明显,实验次数不多,仅供参考。
1、漏感越小,初次级层间的电容越大,辐射测试容易通过,传导较难通过;
2、漏感越大,初次级层间的电容越小,辐射测试很难通过,传导较易通过;
3、以上仅是单端反激,分三明治绕法和顺序绕法测得;
4、np、ns、lp等参数完全相同,开关频率65khz,po=60w。
另外,小日本的开关电源手册中有个实例,关于超低噪声电源设计是采用
smz结构(应该是llc)。
关于变压器低噪声处理方面,其着重考虑的是初次级层间的电容。
在单端反激中,漏感ls与层电容cs似乎总是矛盾的,很难平衡。
但这种关系似乎在llc中并不存在。
3.增大mosfet的驱动电阻,mosfet,次级diode套磁珠,变压器加屏蔽,进出线加套磁环都能解决辐射问题改y电容
电感值跟导磁率成正比,导磁率=b/h
b是磁通密度
h是磁场强度
b跟h不懂没关系,再简单一点说,b场就是简单的我们实实在在感觉到的磁场,只要b不等于零,我们就会实实在在的感受到磁场,h是由电流产生的磁场,有时候,看简单一点,h跟外加电流成正比就是了.(这简单感觉就是了,不一定是真的喔.)你就简单当是你加的电流也可以啦.饱和磁通密度嘛。
就是我们的磁性材料不好嘛,这没办法呀,是磁性材料的特性呀.(如果不满意,找飞利浦算帐,ferrite是他们发明的.)一定会饱和啦,
我们对磁性材料慢慢外加电流,磁流密度会跟着增加,
当加电流至某一程度时,我们会发现,磁通密求会增加得很慢,而且会趋近一渐近线.当趋近这一渐近线时,这时的磁通密度,我们就称为饱和磁通密度,饱和磁通密度干什么的。
有什么重要。
电感值跟导磁率成正比,导磁率=b/h
b是磁通密度,h是磁场强度(电流增加,h会增加.)h会增加,但b不会增加,
那会有什么很果,那很简单嘛,导磁率会趋近零啦。
电感值跟导磁率成正比,
导磁率趋近零,那电感值会是多少。
当然是会没感值啦。
没感值的电感还是电感吗。
没感值的变压器会感应磁场吗。
都不会啦。
加电流到了饱和磁通密度,那已经是没有感值的东西,不是电感或者是变压器了。
简单吧。
如果要了解磁性材料的磁滞曲线长成什么样子,我有空会贴给出来.导磁率跟磁滞曲线是一致的.产品应用时,磁滞曲线是怎么跑的;
而且导磁率是复数,不单是复数,而且是张量.(反正是很恐怖的数学就是了,真的很恐怖喔,不然我也不会忘记。
)
不过,做电感或变压器,了解到复数就够应用了.
第三篇:
emi对症分析-emi整改1mhz以内----以差模干扰为主
1.增大x电容量;
2.添加差模电感;
3.小功率电源可采用pi型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。
1mhz---5mhz---差模共模混合,
采用输入端并联一系列x电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决,
1.对于差模干扰超标可调整x电容量,添加差模电感器,调差模电感量;
2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制;
3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如fr107一对普通整流二极管1n4007。
5m---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法。
对于外壳接地的,在地线上用一个磁环串绕2-3圈会对10mhz以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔,铜箔闭环.处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。
对于20--30mhz,
1.对于一类产品可以采用调整对地y2电容量或改变y2电容位置;
2.调整一二次侧间的y1电容位置及参数值;
3.在变压器外面包铜箔;变压器最里层加屏蔽层;调整变压器的各绕组的排布。
4.改变pcblayout;
5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感;
6.在输出整流管两端并联rc滤波器且调整合理的参数;
7.在变压器与mosfet之间加beadcore;
8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。
9.可以用增大mos驱动电阻.30---50mhz普遍是mos管高速开通关断引起,
1.可以用增大mos驱动电阻;
2.rcd缓冲电路采用1n4007慢管;
3.vcc供电电压用1n4007慢管来解决;
4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感;
5.在mosfet的d-s脚并联一个小吸收电路;
6.在变压器与mosfet之间加beadcore;
7.在变压器的输入电压脚加一个小电容;
8.pcb心layout时大电解电容,变压器,mos构成的电路环尽可能的小;
9.变压器,输出二极管,输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。
50---100mhz普遍是输出整流管反向恢复电流引起,
1.可以在整流管上串磁珠;
2.调整输出整流管的吸收电路参数;
3.可改变一二次侧跨接y电容支路的阻抗,如pin脚处加beadcore或串接适当的电阻;
4.也可改变mosfet,输出整流二极管的本体向空间的辐射(如铁夹卡mosfet;铁夹卡diode,改变散热器的接地点)。
5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射.
100---200mhz普遍是输出整流管反向恢复电流引起,可以在整流管上串磁珠
100mhz-200mhz之间大部分出于pfcmosfet及pfc二极管,现在mosfet及pfc二极管串磁珠有效果,水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了
200mhz以上开关电源已基本辐射量很小,一般可过emi标准。
传导冷机时在0.15-1mhz超标,热机时就有7db余量。
主要原因是初级bulk电容df值过大造成的,冷机时esr比较大,热机时esr比较小,开关电流在esr上形成开关电压,它会压在一个电流ln线间流动,这就是差模干扰。
解决办法是用esr低的电解电容或者在两个电解电容之间加一个差模电感。
.........
第四篇。
电源emi传导辐射实际整改经验总结(绝对值得)1、在反激式电源中,y电容接初级地与次级地之间在20mhz时,会比y电容接在高压与次级地之间高5db左右。
当然也要视情况而定。
2、mos管驱动电阻最好能大于或等于47r。
降低驱动速度有利于改善mos管与变压器的辐射。
一般采用慢速驱动和快速判断的办法。
3、若辐射在40mhz-80mhz之间有些余量不够,可适当地增加mos管ds之间的电容值,以达到降低辐射量的效果。
4、若在输入ac线上套上磁环并绕2圈,有降低40-60mhz之间辐射值的趋势,那么在输入emi滤波部分中串入磁珠则会达到同样的效果。
如在ntc电阻上分别套上两个磁珠。
5、在变压器与mos管d极之间最好能串入一个磁珠,以降低mos管电流的变化速度,又能降低输出噪音。
6、电源输入ac滤波部分,x电容放在共模电厂的那个位置并不重要,注意布线时要将铜皮都集中于x电容的引脚处,以达到更好的滤波效果,但x电容最好不要与y电容连接在同一焊点。
7、在300w左右的中功率电源中,其又是由几个不同的电源部分组成,一般采用三极共模电感。
第一级使用100uh-3mh左右的双线并绕锰锌磁环电感,其后再接y电容,第二级与第三级可使用相同的共模电感,需要使用的电感量并不要求很大,一般10mh左右就能达到要求。
若把y电容放在第二级与第三级之间,效果就会差一些。
如果采用两级共模滤波,秕一级电感量适当取大些,
1.5-2.5mh左右。
8、如果采用三级,第一级电感量适当取小些,在200uh-1mh之间。
测试辐射时,最好能在初次级之间的y电容套上磁珠。
如果用三芯ac输入线,在黄绿地线上也串磁环,并绕上两到三圈。
9、在二极管上套磁珠,一般要求把磁珠套在其电压变化最剧烈的地方,在正端整流二极管中,其a端电压变化最剧烈。
10、实例分析:
一台19w的二合一电源,在18mh左右处有超过qp值7db,前级采用两级共模滤波方法和一个x电容,无论怎样更改滤波部分,此处的qp值总是难以压下来。
先是怀疑是由ec2834主变压器引起,后改变变压器使用磁芯屏蔽或最内层磁芯屏蔽加初次级之间屏蔽都没有效果,
至mos/8n60的驱动电阻已达47r,在ds之间加电容也没有什么改善。
去除inverter部分,用相当纯电阻负载测试,此处情况好转。
在qp值以下达4db的余量。
怀疑inverter部分有问题。
仔细观察发现采用oz芯片的推挽拓扑中,驱动脚直接接到mos的g极,割断后,加入47r的电阻,测试值在qp值以下达4db余量。
11、在一台19的二合一电源中(方案ld7575+tl4947)经公司传导仪总测试,在18mhz左右处有超过qp的地方,而且是在此处有上升与下降的过程,其它部分测试线尚好。
经观察,此电源没有很明显的布线问题,只是y电容从初级地搭到次级地,怀疑此处有问题,把y电容搭至初级高压与次级地之间,此处值已降低av值以下4db,所以建议是反激电源中,最好能把y电容接至初级高压与次级地之间。
当然有些电源接在哪两个部位并不明显有作用。
12、在一台输入功率28w的dvd电源中,传导测试曲线已通过,但在30mhz处其qp值为37db左右,辐射测试时在40m-80mhz超标(采用ld7575方案),磁芯采用屏蔽绕法(屏~初~+5v~+12v~+5v~初~屏)。
从其传导曲线图看在25mhz~30mhz时其曲线基本平直因此在辐射中可能有超标的危险。
当把三芯线换成两芯线时,其从10m~30mhz传导曲线基本平直在30db上下,因此怀疑是地线上有较大的干扰,先用一个锰锌铁氧芯磁环用导线绕上三圈串入地线中,传导曲线并无很明显改善。
后把圈数增至6ts,电感量为150uh,达到了滤波的效果,在10mh~30mhz时的曲线基本平直。
后换成较大号的磁环,电感量不变,其圈数为8ts,效果更好,在25mhz~30mhz时,比上一磁环低2db左右。
所以若是在15mh~25mhz有超标值,并且确定是由地线引起,采用此方法能达到立杆见影的效果。
13、在辐射测试中,30~50mhz处与150mhz~230mhz处有连续超标波段,更改芯片的驱动电阻大小和更改反激rcd篏位可降低此两处的辐射值。
具体如下:
更改mos管的驱动电阻由22r改为51r,30~50mhz处会降低几db左右。
把rcd篏位改为rrcd篏位,即在篏位电容处串入一个20~50r左右的电阻,在150~230mhz处会有很大的效果,另外可以在变压器高压与变压器地之间并入聚酯电容,可以达到两处都降低的综合效果。
若采用上述方法能降低辐射量,并使电源达标,就可以不采用变压器屏蔽的方法,以降低生产成本。
14、若电源板中由多个不同的电源部分组合而成,建议降低每一部分mos管的驱动速度,在不影响温升的前提下,慢速的驱动比采用其它方法降低辐射都要好。
15、开关环路(mos管)di/dt很高的电流会在环路阻抗(包括输入电容的esr)上产生压降,从而产生差模emi干扰。
另外漏极节点上的电压变化很大,同时dv/dt很快。
缩小其面积减少静电场的耦合可以降低差模emi噪音,方法是在输入电容上并一个聚酯膜电容。
16、次极二极管整流环路,流过幅值很高的开关电流,在电源中成为最强的功率辐射天线之一,因而其环路面积必须最小化。
此环路同时影响漏感的损耗有及初级篏位电路的损耗。
通过缩小此环路造成的长度,可以减少反射到初级侧的漏感值,此次级漏感是通过变压器(以匝比平方的关系)反射回初级侧的。
17、初级rcd篏位电路流的电流为快速瞬间电流,因而此环路的面积也要尽量少。
为了降低此环路的速度,在篏位电容上串入一个20r~50r的电阻,以减缓电容的充放电速度。
注意此电路的功率损耗,最好采用大于1w的金属氧化膜电阻。
18、次级二极管的篏位rc电路,虽然di/dt比较小,但也尽量减少其环路面积,此环路对控制高频的emi很关键。
19、如果vcc供电绕组也要提供较大的电流,也应尽可能降低其环路面积。
20、从变压器的角度来看,连接其“热点”的元件的直线宽度尽量缩小,较宽的直线有较大的走线电感,同时这些信号会通过容性耦合到大地上,从而造成更多的共模emi噪音。
21、经emi辐射测试对比,62r的驱动电阻比51r的驱动电阻在30m~50mhz有更低的辐射值。
22、在整机测试中,数据线,电源线,音频线,面板控制线一定要布局好,如:
a、这些线不能从晶振旁边穿过或靠近它。
b、这些线不能从cpu旁边或正面下方穿过。
总之,线不能从干扰源(快速变化的信号)正面,下面旁边经过,否则经过一系列的阻抗变换,放大,在线上就会使辐射值增大,造成怎么整改电源都没有效果的结果。
第五篇。
开关电源emi设计经验开关电源的emi干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。
1.开关电源的emi源
开关电源的emi干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。
(1)功率开关管
功率开关管工作在on-off快速循环转换的状态,dv/dt和di/dt都在急剧变换,因此,功率开关管既是电场耦合的主要干扰源,也是磁场耦合的主要干扰源。
(2)高频变压器
高频变压器的emi来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换,因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。
(3)整流二极管
整流二极管的emi来源集中体现在反向恢复特性上,反向恢复电流的断续点会在电感(引线电感、杂散电感等)产生高dv/dt,从而导致强电磁干扰。
(4)pcb
准确的说,pcb是上述干扰源的耦合通道,pcb的优劣,直接对应着对上述emi源抑制的好坏。
2.开关电源emi传输通道分类
(一).传导干扰的传输通道
(1)容性耦合
(2)感性耦合
(3)电阻耦合
a.公共电源内阻产生的电阻传导耦合
b.公共地线阻抗产生的电阻传导耦合
c.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合
(二).辐射干扰的传输通道
(1)在开关电源中,能构成辐射干扰源的元器件和导线均可以被假设为天线,从而利用电偶极子和磁偶极子理论进行分析;二极管、电容、功率开关管可以假设为电偶极子,电感线圈可以假设为磁偶极子;
(2)没有屏蔽体时,电偶极子、磁偶极子,产生的电磁波传输通道为空气(可以假设为自由空间);
(3)有屏蔽体时,考虑屏蔽体的缝隙和孔洞,按照泄漏场的数学模型进行分析处理。
3.开关电源emi抑制的9大措施
在开关电源中,电压和电流的突变,即高dv/dt和di/dt,是其emi产生的主要原因。
实现开关电源的emc设计技术措施主要基于以下两点:
(1)尽量减小电源本身所产生的干扰源,利用抑制干扰的方法或产生干扰较小的元器件和电路,并进行合理布局;
(2)通过接地、滤波、屏蔽等技术抑制电源的emi以及提高电源的ems。
分开来讲,9大措施分别是:
(1)减小dv/dt和di/dt(降低其峰值、减缓其斜率)
(2)压敏电阻的合理应用,以降低浪涌电压
(3)阻尼网络抑制过冲
(4)采用软恢复特性的二极管,以降低高频段emi(5)有源功率因数校正,以及其他谐波校正技术
(6)采用合理设计的电源线滤波器
(7)合理的接地处理
(8)有效的屏蔽措施
(9)合理的pcb设计
4.高频变压器漏感的控制
高频变压器的漏感是功率开关管关断尖峰电压产生的重要原因之一,因此,控制漏感成为解决高频变压器带来的emi首要面对的问题。
减小高频变压器漏感两个切入点。
电气设计、工艺设计。
(1)选择合适磁芯,降低漏感。
漏感与原边匝数平方成正比,减小匝数会显著降低漏感。
(2)减小绕组间的绝缘层。
现在有一种称之为“黄金薄膜”的绝缘层,厚度20~100um,脉冲击穿电压可达几千伏。
(3)增加绕组间耦合度,减小漏感。
5.高频变压器的屏蔽
为防止高频变压器的漏磁对周围电路产生干扰,可采用屏蔽带来屏蔽高频变压器的漏磁场。
屏蔽带一般由铜箔制作,绕在变压器外部一周,并进行接地,屏蔽带相对于漏磁场来说是一个短路环,从而抑制漏磁场更大范围的泄漏。
高频变压器,磁心之间和绕组之间会发生相对位移,从而导致高频变压器在工作中产生噪声(啸叫、振动)。
为防止该噪声,需要对变压器采取加固措施:
(1)用环氧树脂将磁心(例如ee、ei磁心)的三个接触面进行粘接,抑制相对位移的产生;
(2)用“玻璃珠”(glassbeads)胶合剂粘结磁心,效果更好。
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