开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法

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高频开关变换器中emi产生的机理及其抑制方法

高频开关变换器中emi产生的机理及其抑制方法

高频开关变换器中EMI产生的机理及其抑制方法• 1 前言开关电源具有体积小、重量轻、效率高等特点,广泛用于通信、自动控制、家用电器、计算机等电子设备中。

但是,其缺点是开关电源在高频条件下工作,产生非常强的电磁干扰〔Electromagnet ic Inte rf erence,EMI〕,经传导和辐射会污染周围电磁环境,对电子设备造成影响。

本文从开关电源的电路构造、器件进展分析,讨论了电磁干扰产生的机理及其抑制方法。

2 开关电源电磁干扰〔EMI〕产生的机理开关电源的电磁干扰,按耦合途径来分,可分为传导干扰和辐射干扰。

按噪声干扰源可分为两大类:一类是外部噪声,例如通过电网传输过来的共模和差模干扰、外部电磁辐射对开关电源控制电路的干扰等;另一类是开关电源自身产生的电磁干扰,如开关管、整流管的电流尖峰产生的谐涉及电磁辐射干扰。

其中外部噪声产生的影响可以通过电源滤波器进展衰减,本文不做讨论,仅讨论开关电源自身产生的电磁噪声。

常规交流输入的开关电源主要构造可以分为四大部分,其框图如图1所示。

其中输入与整流滤波部分、高频逆变部分、输出整流与滤波部分是产生电磁干扰的主要来源。

以下将通过对各部分电压、电流波形的分析,说明电磁噪声产生的原因。

2.1 工频整流器引起的电磁噪声一般开关电源为容式滤波,在输入与整流滤波部分电磁噪声主要是由整流过程中造成的电流尖峰、电压波动所引起的。

正弦波电源经过电源滤波器进展差模、共模信号衰减后,由整流桥整流、电解电容滤波,得到的电压作为高频逆变部分的输入电压。

由于滤波电容的存在,使整流器不象纯整流那样一组开通半个周期,而是只在正弦电压高于电容电压时才导通,造成电流波形非常陡峭,同时电压波形变得平缓。

电流、电压的波形如图2所示。

根据Fourier级数,图中的电流、电压波形可分解为直流分量和一系列频率为基波频率整数倍的正弦交流分量之和。

通过电磁场理论以及试验结果说明,谐波〔特别是高次谐波〕会产生传导干扰和辐射干扰。

开关电源EMI整改方案

开关电源EMI整改方案

开关电源的EMI处理方法一、开关电源EMI整改中,关于不同频段干扰原因及抑制办法。

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。

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PCB LAYOUT;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BEAD CORE;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;②RCD缓冲电路采用1N4007 慢管;③VCC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BEAD CORE;⑦在变压器的输入电压脚加一个小电容;⑧PCB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。

开关电源电磁干扰(EMI)抑制措施总结

开关电源电磁干扰(EMI)抑制措施总结

摘要:开关电源的电磁干扰对电子设备的性能影响很大,因此,各种标准对抑制电源设备电磁干扰的要求已越来越高。

对开关电源中电磁干扰的产生机理做了简要的描述,着重总结了几种近年提出的新的抑制电磁干扰的方法,并对其原理、应用做了简单介绍。

1 引言随着电子设备的大量应用,电源在这些设备中的地位越来越重要,而开关变换器由于体积小、重量轻、效率高等特点,在电源中占的比重越来越大。

开关电源大多工作在高频情况下,在开关器件的开关过程中,寄生元件(如寄生电容、寄生电感等)中能量的高频变化产生了大量的电磁干扰( ElectromagneticInterference , EMI )。

EMI 信号占有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经过在电路、空间中的传导和辐射,污染了周围的电磁环境,影响了与其它电子设备的电磁兼容( ElectromagneticCompatibility )性。

随着近年来各国对电子设备的电磁干扰和电磁兼容性能要求的不断提高,对电磁干扰以及新的抑制方法的研究已成为开关电源研究中的热点。

本文对电磁干扰产生、传播的机理进行了简要的介绍,重点总结了几种近年来提出的抑制开关电源电磁干扰产生及传播的新方法。

2 电磁干扰的产生和传播方式开关电源中的电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰两种。

通常传导干扰比较好分析,可以将电路理论和数学知识结合起来,对电磁干扰中各种元器件的特性进行研究;但对辐射干扰而言,由于电路中存在不同干扰源的综合作用,又涉及到电磁场理论,分析起来比较困难。

下面将对这两种干扰的机理作一简要的介绍。

2.1传导干扰的产生和传播传导干扰可分为共模( CommonMode CM )干扰和差模( DifferentialMode DM )干扰。

由于寄生参数的存在以及开关电源中开关器件的高频开通与关断,使得开关电源在其输入端(即交流电网侧)产生较大的共模干扰和差模干扰。

2.1.1 共模( CM )干扰变换器工作在高频情况时,由于 dv/dt 很高,激发变压器线圈间、以及开关管与散热片间的寄生电容,从而产生了共模干扰。

开关电源的共模干扰抑制技术开关电源共模电磁干扰(EMI)对策详解

开关电源的共模干扰抑制技术开关电源共模电磁干扰(EMI)对策详解

开关电源的共模干扰抑制技术开关电源共模电磁干扰(EMI)对策详解開關電源的共模干擾抑制技術|開關電源共模電磁干擾(EMI)對策詳解0 引言由於MOSFET及IGBT和軟開關技術在電力電子電路中的廣泛應用,使得功率變換器的開關頻率越來越高,結構更加緊湊,但亦帶來許多問題,如寄生元件產生的影響加劇,電磁輻射加劇等,所以EMI 問題是目前電力電子界關注的主要問題之一。

傳導是電力電子裝置中干擾傳播的重要途徑。

差模干擾和共模干擾是主要的傳導干擾形態。

多數情況下,功率變換器的傳導干擾以共模干擾為主。

本文介紹了一種基於補償原理的無源共模干擾抑制技術,並成功地應用於多種功率變換器拓撲中。

理論和實驗結果都證明了,它能有效地減小電路中的高頻傳導共模干擾。

這一方案的優越性在於,它無需額外的控制電路和輔助電源,不依賴於電源變換器其他部分的運行情況,結構簡單、緊湊。

1   補償原理共模雜訊與差模雜訊產生的內部機制有所不同:差模雜訊主要由開關變換器的脈動電流引起;共模雜訊則主要由較高的d/d與雜散參數間相互作用而產生的高頻振盪引起。

如圖1所示。

共模電流包含連線到接地面的位移電流,同時,由於開關器件端子上的d/d是最大的,所以開關器件與散熱片之間的雜散電容也將產生共模電流。

圖2給出了這種新型共模雜訊抑制電路所依據的本質概念。

開關器件的d/d通過外殼和散熱片之間的寄生電容對地形成雜訊電流。

抑制電路通過檢測器件的d/d,並把它反相,然後加到一個補償電容上面,從而形成補償電流對雜訊電流的抵消。

即補償電流與雜訊電流等幅但相位相差180°,並且也流入接地層。

根據基爾霍夫電流定律,這兩股電流在接地點匯流為零,於是50Ω的阻抗平衡網路(LISN)電阻(接測量接收機的BNC埠)上的共模雜訊電壓被大大減弱了。

圖1 CM及DM雜訊電流的耦合路徑示意圖圖2 提出的共模雜訊消除方法2 基於補償原理的共模干擾抑制技術在開關電源中的應用本文以單端反激電路為例,介紹基於補償原理的共模干擾抑制技術在功率變換器中的應用。

开关电源emi电路原理

开关电源emi电路原理

开关电源emi电路原理
开关电源EMI电路是指用来抑制电磁干扰(EMI)的电路。

开关电源是一种使用开关元件(如晶体管或MOSFET)工作
的电源,通过周期性地开关电流来提供电能。

开关电源会产生一定的电磁干扰,主要原因有以下几点:
1. 开关元件的快速开关会引起电压和电流的急剧变化,导致高频谐波成分的产生;
2. 开关电源中的变压器和电感器会产生磁场,进一步引起电磁辐射;
3. 开关电源中的电容器会产生串扰电容耦合,导致干扰信号的传导。

为了抑制开关电源的电磁干扰,可以采取以下措施:
1. 在开关电源输入端添加滤波器,用来抑制高频噪声,常见的滤波器包括电容滤波器和电感滤波器;
2. 设计合适的开关元件驱动电路,减小开关元件的开关速度,从而减小高频谐波的产生;
3. 采用引入屏蔽外壳或屏蔽包围电路等的屏蔽手段,减小电磁辐射;
4. 采用良好的地线布局和接地措施,降低地线电阻和噪声干扰;
5. 使用高频绕线技术和特殊布板设计,减少电感和电容器之间的串扰。

通过以上措施,可以有效地抑制开关电源产生的电磁干扰,提高电源的抗干扰能力,确保设备的正常运行。

EMC电磁兼容注意事项

EMC电磁兼容注意事项

开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法开关电源EMI整改中,关于不同频段干扰原因及抑制办法: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,换一对慢恢复的5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法。

1.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;2.变压器用铜箔屏蔽并闭环3. 输入并电容量加大,输出整流管吸收电路参数调整。

对于20--30MHZ,1.对于一类产品可以采用调整对地Y电容量或改变Y电容位置;2.调整原副边隔离电容;3.调整变压器的各绕组的排布。

4.改变PCB LAYOUT;5.输出电感并绕消磁6.输出整流管两端RC滤波器调整合理的参数;7.在变压器的输入电压脚加一个小电容。

8. 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.可以增大驱动电阻;2.缓冲电路采用慢管;3.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感;4.在MOSFET上加一个小吸收电路;5.在母线正对地加Y电容;6.PCB心LAYOUT时大电解电容,变压器,MOS构成的电路环尽可能的小,尤其是电流采样环路;7.变压器,输出二极管,输出电容构成的电路环尽可能的小。

8. 将MOS管接到变压器的输入脚50---100MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起1.可以在整流管漏极上串磁珠;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BEAD CORE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)。

开关电源EMI整改经验总结

开关电源EMI整改经验总结

开关电源EMI整改中,关于不同频段干扰原因及抑制办法:一、1MHZ以内----以差模干扰为主(整改建议)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)。

二、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,(整改建议)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。

三、5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法。

(整改建议)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。

四、对于20--30MHZ,(整改建议)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PCB LAYOUT;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BEAD CORE;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。

五、30---50MHZ 普遍是MOS管高速开通关断引起(整改建议)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BEAD CORE;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。

EMI各频段抑制措施

EMI各频段抑制措施

这两天搜索了大量关于EMI方面的主题,整理一下大致的关于不同频段干扰原因及抑制办法:
1MHZ以内----以差模干扰为主,增大X电容就可解决
1MHZ---5MHZ---差模共模混合,采用输入端并一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并解决;
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绕2圈会对10MHZ以上干扰有较大的衰减(diudiu2006);对于25--30MHZ不过可以采用加大对地Y电容、在变压器外面包铜皮、改变PCB LAYOUT、输出线前面接一个双线并绕的小磁环,最少绕10圈、在输出整流管两端并RC滤波器。

30---50MHZ 普遍是MOS管高速开通关断引起,可以用增大MOS驱动电阻,RCD缓冲电路采用1N4007慢管,VCC供电电压用1N4007慢管来解决。

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
对于NO-Y电路来说,以上方式可能不管用。

开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法(最终版)

开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法(最终版)

开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法(最终版)第一篇:开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法(最终版)开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法开关电源EMI整改中,关于不同频段干扰原因及抑制办法: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。

20-30MHZ1.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。

开关电源电磁干扰(EMI)整改汇总要点

开关电源电磁干扰(EMI)整改汇总要点

开关电源电磁干扰(EMI整改汇总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。

根据IEC 60384-14,电容器分为X电容及Y电容,1. X电容是指跨于L-N之间的电容器,2. Y电容是指跨于L-G/N-G之间的电容器。

(L="Line", N="Neutral", G="Ground"X电容底下又分为X1, X2, X3,主要差別在于:1. X1耐高压大于2.5 kV, 小于等于4 kV,2. X2耐高压小于等于2.5 kV,3. X3耐高压小于等于1.2 kVY电容底下又分为Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差別在于:1. Y1耐高压大于8 kV,2. Y2耐高压大于5 kV,3. Y3耐高压 n/a4. Y4耐高压大于2.5 kVX,Y电容都是安规电容,火线零线间的是X电容,火线与地间的是Y电容.它们用在电源滤波器里,起到电源滤波作用,分别对共模,差模工扰起滤波作用.作为工作于开关状态的能量转换装置,开关电源的电压、电流变化率很高,产生的干扰强度较大;干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器,相对于数字电路干扰源的位置较为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹),主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰;而印刷线路板 (PCB走线通常采用手工布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。

开关电源中EMI干扰源的抑制方案

开关电源中EMI干扰源的抑制方案

开关电源中EMI干扰源的抑制方案
介绍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。

其次:是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
以下是EMI干扰源相关的抑制方案:
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)。

涡街流量计为防止该噪声,需要对变压器
采取加固措施:。

开关电源各频率段EMC整改对策

开关电源各频率段EMC整改对策

设计开关电源时防止EMI的措施:1.把噪音电路节点的PCB铜箔面积最大限度地减小;如开关管的漏极、集电极,初次级绕组的节点,等。

2.使输入和输出端远离噪音元件,如变压器线包,变压器磁芯,开关管的散热片,等等。

3. 使噪音元件(如未遮蔽的变压器线包,未遮蔽的变压器磁芯,和开关管,等等)远离外壳边缘,因为在正常操作下外壳边缘很可能靠近外面的接地线。

4. 如果变压器没有使用电场屏蔽,要保持屏蔽体和散热片远离变压器。

5. 尽量减小以下电流环的面积:次级(输出)整流器,初级开关功率器件,栅极(基极)驱动线路,辅助整流器。

6.不要将门极(基极)的驱动返馈环路和初级开关电路或辅助整流电路混在一起。

7.调整优化阻尼电阻值,使它在开关的死区时间里不产生振铃响声。

8. 防止EMI滤波电感饱和。

9.使拐弯节点和次级电路的元件远离初级电路的屏蔽体或者开关管的散热片。

10.保持初级电路的摆动的节点和元件本体远离屏蔽或者散热片。

11.使高频输入的EMI滤波器靠近输入电缆或者连接器端。

12.保持高频输出的EMI滤波器靠近输出电线端子。

13. 使EMI滤波器对面的PCB板的铜箔和元件本体之间保持一定距离。

14.在辅助线圈的整流器的线路上放一些电阻。

15.在磁棒线圈上并联阻尼电阻。

16.在输出RF滤波器两端并联阻尼电阻。

17.在PCB设计时允许放1nF/ 500 V陶瓷电容器或者还可以是一串电阻,跨接在变压器的初级的静端和辅助绕组之间。

18.保持EMI滤波器远离功率变压器;尤其是避免定位在绕包的端部。

19.在PCB面积足够的情况下, 可在PCB上留下放屏蔽绕组用的脚位和放RC阻尼器的位置,RC阻尼器可跨接在屏蔽绕组两端。

20.空间允许的话在开关功率场效应管的漏极和门极之间放一个小径向引线电容器(米勒电容, 10皮法/ 1千伏电容)。

21.空间允许的话放一个小的RC阻尼器在直流输出端。

22. 不要把AC插座与初级开关管的散热片靠在一起。

开关电源产生EMI的原因分析及抗干扰对策

开关电源产生EMI的原因分析及抗干扰对策

开关电源产生EMI的原因分析及抗干扰对策
开关式稳压电源的体积小、重量轻、效率高、稳压范围宽且安全可靠,在很多电子设备中被采用。

但是,它像其他电路一样同样存在一些问题,如控制电路复杂,较高的工作频率会对电视机、收音机等产生电磁辐射干扰使得收音机出现噪声、电视机出现噪波点,甚至还会通过反馈干扰其他电子设备的正常工作。

 1.超音频振荡的干扰问题
 开关式稳压电源的工作频率多为20-100kHz,属于超音频范围。

作为该电源的开关调整器件晶体管或场效应晶体管以相应的频率工作在导通与截止状态,振荡波形近似于方波(还存在过冲),根据傅里叶分析法可以进行分解,即得到直流分量、基波和高次谐波,基波的能量最大,其次是三次、五次、七次……等等。

 2.无线电广播与电磁干扰的关系
 众所周知,无线电广播是利用调制的方法来传播信息的。

音频信号对高频载被采用幅度调制(AM)和频率调制(FM)的方法,然后通过发射天线将调制波以电磁披的形式辐射出去,无线电接收设备是通过接收天线将它们接收下来s再经选频、变频、放大和解调,还原成为音频信号,最后通过低频功放,由扬声器放出声音。

如果只有高频载波而无音频范围的调制信号,那幺它的能量再大,无线电接收设备也不会通过扬声器还原出任何声音信息的。

由此可以想到,仅仅是超音频方披干扰的存在(超音频振荡的下限频率为15k!毡,已在人耳的可听范围之外),产生的高次谐波也不会成为我们通过收音机昕到音频范围的干扰信号,而实际上这种干扰有时却是很严重的,可能在整个中波、短波范围都出现强烈的噪声,那幺干扰来自哪里呢?开关式稳压电源存在。

开关电源电磁干扰(EMI)整改汇总

开关电源电磁干扰(EMI)整改汇总

开关电源电磁干扰(EMI)整改汇总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A V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。

根据IEC 60384-14,电容器分为X电容及Y电容,1. X电容是指跨于L-N之间的电容器,2. Y电容是指跨于L-G/N-G之间的电容器。

(L="Line", N="Neutral", G="Ground")X电容底下又分为X1, X2, X3,主要差別在于:1. X1耐高压大于2.5 kV, 小于等于4 kV,2. X2耐高压小于等于2.5 kV,3. X3耐高压小于等于1.2 kVY电容底下又分为Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差別在于:1. Y1耐高压大于8 kV,2. Y2耐高压大于5 kV,3. Y3耐高压n/a4. Y4耐高压大于2.5 kVX,Y电容都是安规电容,火线零线间的是X电容,火线与地间的是Y电容.它们用在电源滤波器里,起到电源滤波作用,分别对共模,差模工扰起滤波作用.作为工作于开关状态的能量转换装置,开关电源的电压、电流变化率很高,产生的干扰强度较大;干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器,相对于数字电路干扰源的位置较为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹),主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰;而印刷线路板 (PCB)走线通常采用手工布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。

开关电源EMI噪声分析及抑制

开关电源EMI噪声分析及抑制

开关电源EMI噪声分析及抑制开关电源是一种高效率的电源转换器,能将电能转换为不同电压、电流和频率的输出。

然而,由于其高频开关行为引起的电磁干扰(EMI)噪声,可能对其他电子设备和通信系统产生不良影响。

因此,EMI噪声的分析和抑制对于开关电源设计和应用至关重要。

EMI噪声源主要包括开关器件、开关电容和开关电感。

开关器件的开关动作会产生脉冲干扰,频率可达数MHz至数GHz。

开关电容和开关电感则会导致谐振效应,形成谐振峰,并产生共模和差分噪声。

为了对EMI噪声进行分析,通常需要进行频谱分析。

可以使用频谱分析仪来测量开关电源的频谱,并确定EMI噪声的频率范围和幅度。

根据测量结果,可以采取相应的措施来抑制EMI噪声。

首先,选择合适的滤波器。

在开关电源的输入端和输出端都可以加入滤波器,以滤除高频噪声。

常用的滤波器包括电源型滤波器、陷波滤波器和共模滤波器等。

电源型滤波器通常采用电容和电感组成,并将高频噪声短路至地。

陷波滤波器则能够抑制特定频率的噪声,而共模滤波器则能滤除共模噪声。

其次,可以采取屏蔽措施。

通过将敏感部件(例如传感器和高速信号线)包裹在屏蔽层中,可以阻挡电磁辐射对其的干扰。

屏蔽可以采用金属盒、铜箔和铁氧体等材料实现。

此外,还可以采用良好的地线布局和绝缘层来提高屏蔽效果。

此外,优化PCB设计也是抑制EMI噪声的重要手段。

首先,在布局设计时,应尽量减小回路面积和环路面积,以降低信号线的长度和电流回路的大小。

其次,应使用短而宽的连线,以减小线路的电感和电阻。

而在布线设计时,则需要注意信号线和电源线的分离,避免共模干扰。

此外,由于高频信号对连线的特殊要求,可以采用扇形隔离和差分传输等技术来提高电路的抗干扰能力。

最后,还可以通过使用低EMI噪声的开关元件、降低开关频率和斩波频率来抑制EMI噪声。

开关元件的选择应具备低开关电流和低开关损耗的特性,以减小开关动作带来的噪声。

而降低开关频率和斩波频率则是通过改变控制电路来实现的,可以减小时域和频域上的噪声。

6个常见的EMI干扰来源和抑制措施

6个常见的EMI干扰来源和抑制措施

6个常见的EMI干扰来源和抑制措施干扰源、耦合途径和敏感设备并称电磁干扰三要素,对于电源模块来说,噪声的产生在于电流或电压的急剧变化,即di/dt或dv/dt很大,因此高功率和高频率运作的器件都是EMI噪声的来源。

解决方法就是要将干扰三要素中的一个去除,如屏蔽干扰源、隔离敏感设备或切断耦合途径。

因为无法让电磁干扰不产生,只能用一定的方法去减少其对系统的干扰,下面分析下常见的6个干扰来源和抑制措施。

1、外界干扰的耦合输入端是电源的入口处,内部的噪声可由此处传播到外部,对外界造成干扰。

常用抑制措施是在输入加X电容和Y电容,及差模和共模电感对噪声和干扰进行过滤。

输出端如果是有长引线的情况,电源模块跟系统搭配后,内部一些噪声干扰可能会由输出线而耦合到外界,干扰到其它用电设备。

一般是加共模和差模滤波,还可以在输出线串套磁珠环、采用双绞线或屏蔽线,实现抑制EMI干扰。

2、开关管电源模块由于开关管结电容的存在,在工作时,开关管在快速开关后会产生毛刺和尖峰,开关管的结电容和变压器的绕组漏感也有可能产生谐振而发出干扰。

抑制方法有:1、开关管D和G极串加磁珠环,减小开关管的电流变化率,从而实现减小尖峰。

2、在开关管处加缓冲电路或采用软开关技术,减小开关管在快速工作时的尖峰,使其电压或电流能缓慢上升。

3、减小开关管与周边组件的压差,开关管结电容可充电的程度会得到一定的降低。

4、增大开关管的G极驱动电阻。

3、变压器变压器是电源模块的转换储能组件,在能量的充放过程中,会产生噪声干扰。

漏感可以与电路中的分布电容组成振荡回路,使电路产生高频振荡并向外辐射电磁能量,从而造成电磁干扰。

一次绕组与二次绕组之间的电位差也会产生高频变化,通过寄生电容的耦合,从而产生了在一次侧与二次侧之间流动的共模传导EMI 电流干扰。

抑制方法有:1、变压器加屏蔽,电屏蔽是指将初级来的干扰信号与次级隔离开来。

可在初、次级之间包一层铜箔(内屏蔽),但头尾不能短路,铜箔要接地,共模传导干涉信号通过电容-铜箔-接地形成回路,不能进入次级绕组从而起到电屏蔽的作用。

开关电源EMI抑制的9大措施你知道吗

开关电源EMI抑制的9大措施你知道吗

(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
以上介绍的就是开关电源EMI抑制的9大措施等技术抑制电源的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
开关电源EMI抑制的9大措施你知道吗
开关电源EMI抑制的9大措施是什么?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;

开关电源的传导EMI分析与抑制

开关电源的传导EMI分析与抑制

在 MOSFET 交流电压分量单独作用下,副边电流源开路,由于副边流过电
流为零,所以原边电流也为零,在此变压器就不起作用了,只有励磁电感 Lm, 将上述电路图简化其等效电路图为:
在 MOSFET 单独作用下,其差模成分路径为:
其中,差模成分分两条支路,一条如红色所示,另一条如蓝色所示。在此等 效电路中,滤波电容 CB 一条支路给差模成分提供了路径,可以知道如果减小滤 波电容 CB 的阻抗, 则对差模成分分流更多, 在电阻 R1 和 R2 形成的电压会更小, 仪器检测幅值更低,一般我们都选取等效串联阻抗较小的滤波电容。另一条支路 中有激磁电感 Lm,单从差模成分的抑制方面考虑,增加激磁电感 Lm 的值可以
开关电源中的传导 EMI 分析与抑制
一、开关电源传导 EMI 产生的根源
1、测试传导 EMI 的线路图
LISN— Line Impedance Stabilization Network 源阻抗稳定网络(人工电源网络) 。 LISN 是电力系统中电磁兼容中的一项重要辅助设备。它可以隔离电网干扰,提 供稳定的测试阻抗,并起到滤波的作用。 LISN 是在进行传导干扰发射测试中,为了客观地考核受试设备(DUT)的 干扰,在电网与受试设备之间加入的网络。该网络具有以下功能: 1、在规定的频率范围内提供一个规定的稳定的线路阻抗。由于电网受各种 因素影响,使其线路阻抗不稳定。可是,在传导干扰的测量中,阻抗是非常重要 的。为了用电压法在进行传导发射电压的测量中能有一个统一的测试条件,而人 为的拟制一个稳定的线路阻抗。一般在射频段提供 50Ω网络阻抗。 2、 LISN 将电网与受试设备进行隔离。 供给 DUT 的电源必须是纯净的。 否则,电网将会向 DUT 注入干扰,EUT 也 会向电网馈入干扰,这就会在 EMC 分析仪上搞不清哪些是 EUT 上的干扰。所以,只有将二者隔离,测量结果才是 有效的。

开关电源的共模干扰抑制技术,开关电源共模电磁干扰(EMI)对策详解

开关电源的共模干扰抑制技术,开关电源共模电磁干扰(EMI)对策详解

开关电源的共模干扰抑制技术|开关电源共模电磁干扰(EMI)对策详解由于MOSFET及IGBT和软开关技术在电力电子电路中的广泛应用,使得功率变换器的开关频率越来越高,结构更加紧凑,但亦带来许多问题,如寄生元件产生的影响加剧,电磁辐射加剧等,所以EMI问题是目前电力电子界关注的主要问题之一。

传导是电力电子装置中干扰传播的重要途径。

差模干扰和共模干扰是主要的传导干扰形态。

多数情况下,功率变换器的传导干扰以共模干扰为主。

本文介绍了一种基于补偿原理的无源共模干扰抑制技术,并成功地应用于多种功率变换器拓扑中。

理论和实验结果都证明了,它能有效地减小电路中的高频传导共模干扰。

这一方案的优越性在于,它无需额外的控制电路和辅助电源,不依赖于电源变换器其他部分的运行情况,结构简单、紧凑。

1 补偿原理共模噪声与差模噪声产生的内部机制有所不同:差模噪声主要由开关变换器的脉动电流引起;共模噪声则主要由较高的d/d与杂散参数间相互作用而产生的高频振荡引起。

如图1所示。

共模电流包含连线到接地面的位移电流,同时,由于开关器件端子上的d/d是最大的,所以开关器件与散热片之间的杂散电容也将产生共模电流。

图2给出了这种新型共模噪声抑制电路所依据的本质概念。

开关器件的d/d通过外壳和散热片之间的寄生电容对地形成噪声电流。

抑制电路通过检测器件的d/d,并把它反相,然后加到一个补偿电容上面,从而形成补偿电流对噪声电流的抵消。

即补偿电流与噪声电流等幅但相位相差180°,并且也流入接地层。

根据基尔霍夫电流定律,这两股电流在接地点汇流为零,于是50Ω的阻抗平衡网络(LISN)电阻(接测量接收机的BNC端口)上的共模噪声电压被大大减弱了。

图1 CM及DM噪声电流的耦合路径示意图图2 提出的共模噪声消除方法2 基于补偿原理的共模干扰抑制技术在开关电源中的应用本文以单端反激电路为例,介绍基于补偿原理的共模干扰抑制技术在功率变换器中的应用。

图3给出了典型单端反激变换器的拓扑结构,并加入了新的共模噪声抑制电路。

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开关电源EMI整改中,关于不同频段干扰原因及抑制办法:
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)。

1MHZ5MHZ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2030MHZ,
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.
3050MHZ 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。

50100MHZ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.
200MHZ以上开关电源已基本辐射量很小,一般可过EMI标准
补充说明:
开关电源高频变压器初次间一般是屏蔽层的,以上未加缀述.
开关电源是高频产品,PCB的元器件布局对EMI.,请密切注意此点.
开关电源若有机械外壳,外壳的结构对辐射有很大的影响.请密切注意此点.
主开关管,主二极管不同的生产厂家参数有一定的差异,对EMC有一定的影响.。

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