开关电源中EMI分析以与抑制技术

The Future of Analog IC Technology®
MPS 工业抖频电源芯片
MPS
料号
HFC0310 HF900
集成MOS
控制器
900V
功率
<=80W
8W
X电容放电
No
No
抖频
±3.5% ±4%
高压启动
No
Yes
降频
YES
YES
短路保护
YES
YES
过压保护
YES (Latch)
YES
S
CB
S
D4
D3
增大电容或者
增加LC滤波器
IS
2Z LISN
CEqu.
IS
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抑制共模噪声
1. 散热器接原边地- 切断散热器的耦合路径
VP
27
MPS Confidential------Internal Use Only
------Power Diode
Voltage, Vsw Current, Isw
Turn-on
干扰源
t
t
Turn-off 12
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------变压器，电感中的du/dt变化
干扰源
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输入欠压保护
Hysteres is
Hysteresi s
斜坡补偿
YES
YES
HFC0500 控制器 <=80W Yes ±6.7% Yes YES YES
YES
Timer Based YES
Input 85~ 265Vac
VCC VCC
抑制干扰源
TIMER 1
8 HV
FB 2
CS HFC0500 VCC
IS 1188
1199
MPS Confidential------Internal Use Only源自如何抑制EMI开关电源
耦合路径
LISN
➢ 抑制干扰源 ➢ 切断耦合路径
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抑制干扰源
--A-(-t)-- FFT
1 Duty fs
Monolithic Power Systems®
开关电源中的EMI分析以及抑制技术
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内容
• 电磁兼容的简介 • 开关电源中的电磁干扰分析 • 电磁干扰的抑制技术
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LISN-线路阻抗稳定性网络
电网
差模噪声 共模噪声
➢滤除电力线中的干扰 ➢阻止开关电源中的干扰进入到电力线 ➢在150k-30MHz频率范围内能够提供稳定的50ohm
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------ 反激耦合路径1
共模耦合路径
CPS VP
CPS
1 2 Z LISN
33
MPS Confidential------Internal Use Only
电磁干扰 EMI
电磁兼容 EMC
电磁兼容
电磁抗干扰 EMS
传导发射 CE
辐射发射 RE
传导抗干扰 CS
辐射抗干扰 RS
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电磁环境
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干扰源
电磁兼容的三要素
耦合路径
敏感设备 接受机
开关电源
耦合路径
LISN
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------MOS
Voltage, Vsw
Current, Isw
开通
干扰源
关断
t
t
11
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➢ 电磁干扰测试标准
• CISPR14 /EN55014 家电，电动工具 • CISPR15 /EN55015 照明产品 • CISPR22 /EN55022 开关电源
电磁干扰的标准
EN55022
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电磁干扰的危害
干扰导致设备系统性能下降、无法工作甚至损坏 电网保护装置误动作，导致电网事故 通信故障、中断，影响飞机导航危及人身安全
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电子设备损坏的原因
电磁干扰的危害
，
➢电磁干扰的危害不容小觑
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➢ 减小开关频率 ➢ 减小du/dt
1
1
f
π ×Duty fs
π ×tr
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增大驱动电阻
抑制干扰源
增加snubber电路
EMI
平衡
效率
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不抖频
FFT 抖频
抑制干扰源
3
6
GND 4
DRV 5
T1 *
*
Output
*
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HFC0500抖频控制电路
2.72uA 14pF
抑制干扰源
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LISN AC
2Z LISN
CEqu.
D1
D2
抑制差模噪声
CPS2
VD2
CPS2
1 2 Z LISN
VD2
1177
MPS Confidential------Internal Use Only
------反激差模耦合路径
LISN
AC
差模耦合路径
IS
D1
D2
CB
S
D4
D3
Equivalent Noise Model 2Z LISN
CEqu.
MPS Confidential------Internal Use Only
VP
1155
MPS Confidential------Internal Use Only
------ 反激耦合路径2
共模耦合路径
CSP VD1
CSP
1 2 Z LISN
VD1
1166
MPS Confidential------Internal Use Only
------ 反激耦合路径3
共模耦合路径
tr
tf
1 / fs
Duty
Increase
A(f)
A(f)
----f傅里叶分析
tr=tf
FFT
t
1
Duty π×
fs
占空比，开关频率，以及tr、tf的影响
fs Increase
A(f)
- 20dB/Dec - 40dB/Dec
1
f
π ×tr
Tr/Tf Increase
1
1
f
π ×Duty fs
π ×tr