電源傳導、輻射整改實例

說到EMC 的整改問題，很多工程師都會有很刻記憶：有的工程師認為不是自己設計的電路或自己布的PCB，那別人就對這個電源過EMC 沒有更好的方法，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)驗來看不能認同這些朋友的意見。本人從事整改好幾年，經(jīng)手整改過的產(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，無論如何也比不上專職工程師，但一樣可以把這些產(chǎn)品整改符合EMC的要求同時也讓各企業(yè)滿意。

最近幫一個企業(yè)整改了一個二十幾瓦的電源，本文結(jié)合測試的曲線描述整改的經(jīng)過。

先上一個測試不通過的曲線：上圖是傳導測試的曲線。


上圖是空間輻射的 V 方向曲線

上圖是空間輻射的 H 方向的曲線

以上這個電源是一個 25W 左右的開關電源，電源的電路圖因為客戶原因不方便上傳，但可以跟大家先說明一下，此電路用了一個0。1uF 的X 電容和一個30mH 的共模電感。次級輸出加了一個50uH 的工字電感。客戶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產(chǎn)品發(fā)現(xiàn) MOS 管和雙向二極管所帶的散熱片都是沒有接入熱地的。（也就是電源初級邊的電解電容的負極。變壓器內(nèi)有一層線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屏蔽銅箔，并接入熱地。（同時做了別外一個變壓器，去除原變壓器內(nèi)部的屏蔽層，改變了變壓器的繞線方式，在變壓器的外面做了屏蔽并接入熱地用備用）同時將 MOS 管和雙向二極管的散熱片也接入熱地。同時將MOS 管的D、S 兩腳間增加了一個101/1KV的電容，做完以上的整改方案后做了一次測試。

曲線見下面：

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

下圖為空間輻射的曲線 V 方向雖然也能通過但余量也是很小。

下圖為 H 方向的曲線，可以看到100-120MHz 段還有超標的情況。

根據(jù)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的改變了繞線方式的變壓器。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(xiàn)MOS 管的位置曲線不是有點高，并且成有規(guī)律的波形

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

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

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

從上圖可以看到此時的傳導已經(jīng)非常的好,余量最小的為8.6dB.

上圖為 V 方向空間輻射曲線最小余量為8.3dB.

上圖為H 方向的曲線余量更大。

經(jīng)過兩次的修改該產(chǎn)品順利的符合了客戶要求的標準測試。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 線電路的正面串入一個插件的磁珠。去消在D、S 間并接的101 電容。
5． 將變壓器的繞線方式改變了一下，取消內(nèi)部的屏蔽，而在外部加了一個屏蔽層。并接入熱地。

小結(jié)一下：其實 EMC 的整改主要是電源的整改因為任何產(chǎn)品都要有電源來供電，此處沒有處理好一定會影響到其它的地方。不論是什么產(chǎn)品它的輻射或傳導主要有這個產(chǎn)品內(nèi)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方面的協(xié)調(diào)問題EMC 就不難搞定。而解決EMC 的方法概括來說就是：消除干擾源、切除干優(yōu)傳導的途徑、疏導干擾源。

a.消除就是用將干擾源通過熱能的方式損耗掉，這種是制本的方式。
b.切除干擾傳導的途徑就是將干擾向外傳遞的路徑切斷，使其無法向外干擾，也就是我們常做的濾波，屏
蔽等方法。
c.疏導干擾源這種就是將干擾源引到不是敏感的元器件上如旁路，去藉，接地等方式.