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PCB设计中EMI传导干扰该如何处理?

出处:网络 发布于:2018-09-14 15:30:13 | 189 次阅读

  

     在电磁兼容设计中;我们基本的理论是:A.确认噪声源B.了解噪声源的特性C.确认噪声源的传播路径;对于开关电源系统-《开关电源:EMC的分析与设计》的我们就噪声源进行了总结分析,电磁兼容的三要素是重点;
  分析框图结构如下:


  从上面的三要素中,我们对EMI的传播路径:空间耦合和传导耦合比较熟悉;我们实际也是重点在运用上述的理论来进行我们的实践指导;在实际进行电路设计时我们PCB的设计也很关键;基本60%的EMC问题都是PCB设计的问题,PCB的设计问题受限于产品的PCB大小&结构&接口的位置影响会导致我们《开关电源:EMC的分析与设计》例外的EMC的问题!
  EMI传导干扰的以下几种路径:(总的EMI的耦合路径)在电路中的分析如下:


  上面的原理路径示意框图设计到的信息非常广,可以延伸到不同的电源拓扑结构;涉及到系统的传导理论,辐射理论;如果电路你当做是标准的PFC大功率应用电路;这时候你就会考虑30MHZ-300MHZ的骚扰功率的问题!如果电路结构前级输入是低压的交流输入(例如12VAC)这个电路可以是标准的升压(BOOST)电路结构;改变一下电感,开关MOS及输出二极管的位置;这个电路就可以变成高压或中低压的降压(BUCK)电路;也就是说这类电路的应用在EMI的问题表现及处理上都可使用同样的等效结构;处理EMI的问题就非常类同了。
  A.在实际中我们还有10%的EMI的问题也是众多设计师们没有注意的问题!从而要从PCB的分析来入手!!分析框图结构如下:


  1.感性耦合路径问题
  注意电路中的感性元件:电感 及 变压器等等;
  2.容性耦合路径问题
  注意电路中任意相近的两根电流导线都会存在分布电容耦合:PCB走线 及 连接线等等;
  B.我在进行特殊例分析时就出现实际的案例;EMI传导设计-中高频部分优化我们共模滤波器没有明显的效果;分析框图结构如下:
  如果我们的EMI电路的滤波电路使用2级滤波器结构;当共模电感大小和结构无论怎么调整测试都不能解决>500KHZ- -10MHZ的EMI传导问题;首先通过EMI的路径分析;2级共模滤波器(共模电感感量及绕制都OK!)完全足够解决150KHZ-10MHZ的传导干扰;进行分析如下:
  1.检查PCB设计电路中的BUCK/BOOST(或PFC电路)电感距离输入EMI滤波器的位置;BUCK/BOOST电路的高压电容的环路及续流二极管的环路面积情况,分析检查其走线是否靠近输入滤波器走线!进行基本的PCB布局布线分析!!
  2.采用最简单的方式来判断问题;使用一个磁环将交流输入电源线绕3圈及以上;EMI超标点立刻降低或消失,甚至通过EMI测试!?分析数据!!
  3.通过上面的磁环验证很明显我们可以找到解决问题的方法:去掉1级共模电感;使用一个双线并绕的共模电感(1-5mH均可)放置在电路板的电源线入口进行测试;测试EMI测试数据是否达到5dB以上的裕量!从而确定问题;
  

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