干扰的测量: 虽然传导干扰并不要求屏蔽室,但实际上各个实验室都用的是全屏蔽房间。 这样使电源与地线有更大的电容,实际增加了传导高频部分(共模)通过的难度。 3线时,由于电源与地线距离很近,电容很大,原理上EMI更难通过一些。但同样因为很近,可以采取一些两线没法采取的方法,如前面加两粒小的Y电容,可以把高频部分(共模)很好的短路掉,又容易通过,任何事情都是有利又有弊。我们以第一种情况来分析。
问: 如何看待输入的大电解电容,等效图中用黄线是代表交流短路吗? 还有为什么把它与右边的回路短开, 难到杂讯不会从电容的回路消耗一部分吗?
答: 交流短路,右边的回路断开是因为变压器的电感比较大,杂散电容比较小,信号能通过的部分比起地线和大电解几乎可以忽略。杂讯从大电容走的会比地线的小一点点,由于电容ESR,ESL的存在。
复习一下干扰源,这个干扰源是最根本的干扰源,差模,共模,辐射都是由它产生动力。
共模EMI交流等效电路。C1的大小与漏极连接的面积跟正比,布板时减小漏极的面积是个好方法。漏极加个散热片接源极可减少EMI高频和辐射。C2是变压器初次级的杂散电容,夹层绕法C2会很大,可能需要加屏蔽,C3是次级与地的等效电容,C2,C3一般远远大于C1,所以C3是主要的共模电流流通路径。
这个电容是时实在在存在的,不是等效的,但面积S除PCB线外,还包括漏极引脚对地的投影面积,变压器对地面积等效一部分(等效的大小与变压器的屏蔽处理有关)。C3可以理解成PCB铜
薄部分对地的面积形成的电容,其计算也是一样的。
变压器对地的问题:
问: 很多情况下,会把散热器接地,那么不是增加C1和C3的值了么?
答: 散热器是接初级的源极,既干扰电压的地线,C1,C3的地是测试地,它是铁板连接到大地的,不是一会事,这个你可能没到过EMI测试实验室看过,看过就不会有疑问了。
问: 我指的是,有些电源会把散热器接大地,也就是和机壳接在一起,这样会有什么影响?
答: 如果不采取其他措施,EMI会变差了。
问: 如果增加法拉第屏蔽的话,应该可以消除一些影响吧。 俺的确没有去过EMI实验室,而且没见过任何测试EMI的设备,呜呜~
答: 确实这样,漏极和散热片之间应该加一个屏蔽层,接到MOS源极,有的IC,如PI的TOP,散热片是源极,就很容易处理。
问: 三线输入时,直接把地线和次级的输出地接在一起如何?我是指对抑制共模干扰是不是更好、更有利于EMC通过
答: 很安全啊。如果没有其他要求。是这样,第三跟线与测量时的大地是连在一起的,加第三跟线以后,电源与地的距离是零了,即C3没有了,C1也加大了,所以共模电流会加大,既EMI升高,共模电流的回流主要靠C4 Y电容。解决方法是从第三跟线加两个小Y电容到L,N线,使小Y电容与LISN的50欧姆检测电阻并联。这样初次级Y电容没处理完的共模电流回从小Y电容分流,避免其全部流过50欧姆电阻。图我就不画了。
问: 在做等效時必须考虑输出二极管上的波形, 这样才能解释二极管接在正端和负端的区别。
答: 一般AC/DC都是较低的电压输出,输出二极管的电压变化相对于初级开关管的变化来说是比较小的,所以在做等效时只考虑初级的D-S端的电压源,我的帖子里面也说了干扰源有两个,另一个就是次级的二极管电压变化。同样也可以画出次级干扰源的等效电路,这样做时把初级干扰源短路掉,最终的干扰是这两个干扰源引起的干扰的叠加。初级的干扰源由于电压变化大,对整个EMI的影响是主要的,包括各个频段,特别是7-10MHz间,次级的变化小,引起的干扰一般很小,主要集中在20-27MHz的频段,也就是二极管反向恢复的震荡频率,我们在次级加RC的主要目的就是抑制这个震荡。
Y电容的作用:从次级到初级地线提供一个低阻抗回路,使流向地再通过LISN回来的电流直接短路掉,但由于Y电容非完全理想,次级各部分间也存在阻抗,所以不可能全部回来。还是有一部分流到地。
共模电感的作用:增加共模电流部分的阻抗,减小共模电流。
变压器屏蔽的作用:把流向次级再到地的电流短路掉,让它直接回到初级地线。
一般电源功率较大时,这几项措施要共同使用。
测量两线干扰不平衡的原因:1)两线的阻抗不平衡 2)空间干扰。解决方法是 在前面加X电容,并且X电容的位置要靠近初级电源进线。当然如果干扰是 直接耦合到进线上,这是X电容也没有作用,要改PCB布板。
Y电容的接法:
无私奉献:半匝饶法:
今天的文章 EMI电磁干扰的测量方法分享到此就结束了,感谢您的阅读。
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