电源的传导干扰分析及抑制技术及应用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
ＥＶＡＮ
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
1. 电磁兼容的简介 2. 开关电源中的EMI分析 3. 伟导干扰抑制技术 4. 漏电流的测试与计算方法
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
3
桑达国际电源研发培训资料
电磁兼容 EMC
2017年3月
电磁干扰 EMI
EMI
效率
桑达国际电源研发培训资料
抑制干扰源
不抖频
2017年3月
抖频
桑达国际电源研发培训资料
抑制差模噪声
LISN
S
D1 D2
CB AC
S D4 D3
2017年3月
2Z LISN
CEqu.
增大电容或者
增加LC滤波器
IS
2Z LISN
IS CEqu.
桑达国际电源研发培训资料
1. 散热器接原边地- 切断散热器的共模噪声耦合路径
c. 平衡和干扰对消法-3
2017年3月
fs
占空比，开关频率，以及tr、tf的影响
fs Increase
A(f)
1
f
π ×tr
Tr/Tf Increase
1
1
f
Duty
π× fs
π×t r
减小开关频率， 减小du/dt
1
1
f
Duty
π× fs
π×t r
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
抑制干扰源
增大驱动电阻
增加snubber电路
平衡
LISN
抑制干扰源 切断耦合路径
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
----抑-- F制FT 干扰源
A(t)
1 Duty
fs
tr=tf
FFFFTT
----f傅里叶分析
A(f)
- 20dB/Dec - 40dB/Dec
tr
Duty Increase
A(f)
tf 1 / fs
t
1 Duty
π×
Ca
A
C isp
B
D
ips
2017年3月
VP VD icm1 icm2
增加Ca, ips=isp，icm=0.
31
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-2
Without Cadd
With Cadd
2017年3月
32
32
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
VD2
17
桑达国际电源研发培训资料
反激差模耦合路径
LISN
IS
D1 D2
CB AC
S D4 D3
2017年3月
Equivalent Noise Model 2Z LISN
CEqu.
IS 18
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
19
桑达国际电源研发培训资料
如何抑制EMI
2017年3月
开关电源
耦合路径
x
4-X
B
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-1
A
B
CSP
C
isp
D
ips
加屏蔽后： Cps Csp ips isp
θ=0 Ips<isp ，
A
X-3
x
5-6
4-X
x
B
d Core Pri. winding Shielding Sec. winding
2017年3月
VP
25
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
CSP VD1
CPS VP
2017年3月
+ VD1
VP
输出电压比较低且原边没有屏蔽时，Vp是主要共模干扰源
Zcm
-
+ 输出电压比较高且原边有屏蔽时，需要考虑VD1的共模干扰
Csp
Cps
26
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
30
0.15
1
MHz
10
30
MHz
低频共模噪声不需要任何滤波器 就可以大大降低
30
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-2
VP + VD -
VP> VD
Zcm
Cps
Csp
+ VP *Cps= VD*(Csp+Ca) Ca
CSP
a. 改变变压器的端子来减小Cps
A
C
B
D
2017年3月
C-D
B
A-B
A
差
C-D
A
A-B
B
好
A
X-A
x
C-D
B-X
x
B
最差
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
b. 采用屏蔽减小Cps
CSP
A
C
B
D
isp ips
Cps Ips
2017年3月
A
CPS
X-3
x
5-6
1 2 Z LISN
VP
电磁干扰的危害
电子设备损坏的原因
2017年3月
，
电磁干扰的危害不容小觑
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
公司产品常用电磁干扰测试标准
• CISPR15 /EN55015 照明产品 • CISPR22 /EN55022 开关电源
EN55022
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
桑达国际电源研发培训资料
电磁兼容的三要素
2017年3月
干扰源
耦合路径
敏感设备 接受机
开关电源
耦合路径
LISN
桑达国际电源研发培训资料
干扰源：MOSFET
关断
Voltage, Vsw
2017年3月
t
Current, Isw
t
开通
11
桑达国际电源研发培训资料
干扰源：功率二极管
2017年3月
Voltage, Vsw
Current, Isw
θ
ips=isp，icm=0
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-1
dBμV Two traditional Shielding
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.15
1
10
dBμV 100
Optimized Shielding length
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
桑达国际电源研发培训资料
电磁环境
2017年3月
桑达国际电源研发培训资料
电磁干扰的危害
2017年3月
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
桑达国际电源研发培训资料
Turn-on
t
t
Turn-off 12
桑达国际电源研发培训资料
干扰源------磁性器件中的dv/dt
2017年3月
桑达国际电源研发培训资料
LISN-线路阻抗稳定性网络
2017年3月
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
桑达国际电源研发培训资料
反激耦合路径1
2017年3月
CPS VP
CPS
1 2 Z LISN
VP
1155
桑达国际电源研发培训资料
反激耦合路径2
CSP VD1
2017年3月
CSP
1 2 Z LISN
VD1
1166
桑达国际电源研发培训资料
反激耦合路径3
2017年3月
CPS2
VD2
CPS2
1 2 Z LISN
2017年3月
ＥＶＡＮ
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
1. 电磁兼容的简介 2. 开关电源中的EMI分析 3. 伟导干扰抑制技术 4. 漏电流的测试与计算方法
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
3
桑达国际电源研发培训资料
电磁兼容 EMC
2017年3月
电磁干扰 EMI
EMI
效率
桑达国际电源研发培训资料
抑制干扰源
不抖频
2017年3月
抖频
桑达国际电源研发培训资料
抑制差模噪声
LISN
S
D1 D2
CB AC
S D4 D3
2017年3月
2Z LISN
CEqu.
增大电容或者
增加LC滤波器
IS
2Z LISN
IS CEqu.
桑达国际电源研发培训资料
1. 散热器接原边地- 切断散热器的共模噪声耦合路径
c. 平衡和干扰对消法-3
2017年3月
fs
占空比，开关频率，以及tr、tf的影响
fs Increase
A(f)
1
f
π ×tr
Tr/Tf Increase
1
1
f
Duty
π× fs
π×t r
减小开关频率， 减小du/dt
1
1
f
Duty
π× fs
π×t r
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
抑制干扰源
增大驱动电阻
增加snubber电路
平衡
LISN
抑制干扰源 切断耦合路径
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
----抑-- F制FT 干扰源
A(t)
1 Duty
fs
tr=tf
FFFFTT
----f傅里叶分析
A(f)
- 20dB/Dec - 40dB/Dec
tr
Duty Increase
A(f)
tf 1 / fs
t
1 Duty
π×
Ca
A
C isp
B
D
ips
2017年3月
VP VD icm1 icm2
增加Ca, ips=isp，icm=0.
31
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-2
Without Cadd
With Cadd
2017年3月
32
32
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
VD2
17
桑达国际电源研发培训资料
反激差模耦合路径
LISN
IS
D1 D2
CB AC
S D4 D3
2017年3月
Equivalent Noise Model 2Z LISN
CEqu.
IS 18
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
19
桑达国际电源研发培训资料
如何抑制EMI
2017年3月
开关电源
耦合路径
x
4-X
B
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-1
A
B
CSP
C
isp
D
ips
加屏蔽后： Cps Csp ips isp
θ=0 Ips<isp ，
A
X-3
x
5-6
4-X
x
B
d Core Pri. winding Shielding Sec. winding
2017年3月
VP
25
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
CSP VD1
CPS VP
2017年3月
+ VD1
VP
输出电压比较低且原边没有屏蔽时，Vp是主要共模干扰源
Zcm
-
+ 输出电压比较高且原边有屏蔽时，需要考虑VD1的共模干扰
Csp
Cps
26
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
30
0.15
1
MHz
10
30
MHz
低频共模噪声不需要任何滤波器 就可以大大降低
30
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-2
VP + VD -
VP> VD
Zcm
Cps
Csp
+ VP *Cps= VD*(Csp+Ca) Ca
CSP
a. 改变变压器的端子来减小Cps
A
C
B
D
2017年3月
C-D
B
A-B
A
差
C-D
A
A-B
B
好
A
X-A
x
C-D
B-X
x
B
最差
桑达国际电源研发培训资料
2. 优化变压器的共模噪声
b. 采用屏蔽减小Cps
CSP
A
C
B
D
isp ips
Cps Ips
2017年3月
A
CPS
X-3
x
5-6
1 2 Z LISN
VP
电磁干扰的危害
电子设备损坏的原因
2017年3月
，
电磁干扰的危害不容小觑
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
公司产品常用电磁干扰测试标准
• CISPR15 /EN55015 照明产品 • CISPR22 /EN55022 开关电源
EN55022
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
桑达国际电源研发培训资料
电磁兼容的三要素
2017年3月
干扰源
耦合路径
敏感设备 接受机
开关电源
耦合路径
LISN
桑达国际电源研发培训资料
干扰源：MOSFET
关断
Voltage, Vsw
2017年3月
t
Current, Isw
t
开通
11
桑达国际电源研发培训资料
干扰源：功率二极管
2017年3月
Voltage, Vsw
Current, Isw
θ
ips=isp，icm=0
桑达国际电源研发培训资料
2017年3月
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-1
dBμV Two traditional Shielding
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.15
1
10
dBμV 100
Optimized Shielding length
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
桑达国际电源研发培训资料
电磁环境
2017年3月
桑达国际电源研发培训资料
电磁干扰的危害
2017年3月
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
桑达国际电源研发培训资料
Turn-on
t
t
Turn-off 12
桑达国际电源研发培训资料
干扰源------磁性器件中的dv/dt
2017年3月
桑达国际电源研发培训资料
LISN-线路阻抗稳定性网络
2017年3月
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
桑达国际电源研发培训资料
反激耦合路径1
2017年3月
CPS VP
CPS
1 2 Z LISN
VP
1155
桑达国际电源研发培训资料
反激耦合路径2
CSP VD1
2017年3月
CSP
1 2 Z LISN
VD1
1166
桑达国际电源研发培训资料
反激耦合路径3
2017年3月
CPS2
VD2
CPS2
1 2 Z LISN