作为一名 EMC 工程师,准确判断 EMC 的问题点在哪里是最基础的,确定问题后也要能拿出多套解决方案。所以今天和大家分享一个解决电源 AC 端口 CE/RE 问题的案例。

 

电源 AC 端口 CE/RE 问题分析

 

CE 测试数据

 

RE 测试数据

 

1. 198kHz 这个点超标

198k 为低频,低频一般是差模噪声。

 

常用手段为:

增加差模滤波插损,增加电感感量或者增加电容。

 

2. CE 高频段超标

CE 高频段通常为共模接地不良及近场耦合,无法通过电感滤波改善。

 

常用手段为:

高频共模电容滤波;

 

调整共模电容接地点,减小共模环路及接地阻抗

 

减小近场耦合;

 

3. RE 低频段超标

RE 低频段由电源开关噪声引起的辐射问题。

 

常用手段为:

端口高频滤波电容

 

加强电源参考地与机壳搭接;

 

开关上升沿调整(影响效率);

 

分析完了问题,接下来从下面几个方面介绍 AC 端口滤波电路优化方案。

 

优化方案

1. 滤波电路优化

 

电源 AC 端口滤波电路

 

优化后的电源 AC 端口滤波电路

 

2. PCB 电路优化

 

电源 AC 端口滤波电路

 

PCB 优化点 1:优化共模噪声路径布线,共模电容布线短而粗,减小共模环路阻抗

 

PCB 优化点 2:靠近电源内部的共模电容单点接地,减小共模环路面积,解决两级共模电容共地问题。

 

3. 近场耦合优化

AC 电源连接器内部 cable 线较长,且靠近两级共模电感正上方,极易与共模电感产生近场耦合。经过对比验证发现,电源 CE 高频段噪声,为该 cable 线导致,调整 cable 线的位置,该频点降低 5dB 以上。

 

调整前:

 

 

 

调整后:

 

 

 

4. 共模电感优化

在不增加占板面积,pin to pin 的前提下,优化共模电感。并通过对共模电感单体测试,识别器件单体差异。

 

从共模电感的感量变化曲线可知,15~20 匝共模电感的共模分量谐振点大于 200kHz,而 30 匝共模电感共模分量谐振点在 150k~200kHz 之间。4 款电感的差模分量在 200kHz 之间较为稳定,未出现谐振点。

 

 

 

 

结语

一般来讲,电路形式、器件参数等,仅决定了滤波器的低频特性,而器件的种类、电路组装的方式,以及滤波器的结构等,决定了滤波器的高频特性。要提高开关频率,提高开关电源产品的质量,电磁兼容性是不容忽视的问题。产生开关电源电磁干扰的因素还很多,抑制电磁干扰还有大量的工作。只有在设计时充分考虑电磁兼容问题,才能使开关电源得到更普遍的应用。