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                方案

                方案

                反激式开关电源EMI设计与整改(3)




                前两期文章先后介绍了EMI基础知识及传导定量设计方法,受到了工程师们的高度关注。
                本期,瑞彩祥云微技术团队为大家分享反激式开关电源的辐射定性←分析方法及典型整改案例。





                01

                辐射定性分析方法


                麦克斯韦方程组揭示了电场、磁】场的来源及关系,并预言了电磁波的存在,奠定了经典电磁场理论。在↓此基础上,引入“矢量势”的概念,并增加库伦规范和洛仑兹规范限定条件,进而得到小环天线辐射场的磁场和电场强度表√达式:

                其中,S为环形面积,r为辐射源到辐射测试处的距离,λ为波长,I为环路中★的电流大小,Z为波阻抗(常数,120π),θ为辐射方向与测试位置的夹角。
                上式可定性指导反激式开关电源的辐射整改:
                1. 环路面积越小,辐≡射量越小△;
                2. 负载电流越小ㄨ,辐射量越小;
                3. 测试距离越远,辐射量越小;
                4. 工作频率越高,辐射量越大;
                5. 垂直方向和水平方向◎测试到的辐射强度不同。




                02

                辐射整改案例




                案例一  Y电容回路√影响


                实验结果:基于PN8386P+PN8306H的5V3.4A充电器,不同Y电容回路,垂直々方向辐射相差6dB以上。

                原因分析:Y电容将流@ 过变压器的共模电流旁路为差模电流以改善EMI,该回路为辐射干扰♀源,回路面积越小EMI越好。


                基于PN8386P+PN8306H的5V3.4A充电器PCB布线


                CY1回路辐◆射测试结果(CY1=1nF,移除CY2)


                CY2回路辐射测试结果(CY2=1nF,移除CY1)




                案例二 RCD回路影响 


                实验结果:基于PN8235+PN8306H的5V3.4A充电器,不同RCD吸收回〇路布线,垂直方向辐射相差10dB以上。

                原因分析:主开关管漏极为强干扰源, RCD吸收№用以减弱此干扰量,RCD越靠近漏极辐▃射量则越小。


                RCD吸收远离主开关管漏极PCB布线及辐射测试结果


                RCD吸收靠近主开关管漏极PCB布线及辐射测试结果






                案例三  di/dt影响


                实验结果:基于PN8160M的12V1.5A适配器,不同型号输出整流二极管,垂直方向辐射相差3dB以上。

                原因分析:在电流连续模式下,输出二极管反向恢复特性不同,di/dt引起的辐射能量不同。

                基于PN8160M的12V1.5A适配器PCB布线


                DO201-AD封装5T100辐射测试结果


                TO277封装的10V80辐射测试结果





                案例四 dv/dt影响 


                实验结果:基于PN8680M的12V1A适配器,主开关管是否并联Cds电容,垂直方向辐射相差3dB以上。

                原因分析:Cds可减缓主开关管Vds的dv/dt,减小辐射量◥。


                基于PN8680M的12V1A适配器PCB布线


                无Cds电容辐射测试结果


                有Cds(33pF)电容辐射测试结果




                案例五  输出工模电感影响


                实验结果:基于PN8160H的12V2A适配器,是否带输出共模电感,垂直方向辐射相差6dB以上。

                原因分析:输出共模电感可有效阻→碍共模干扰电流通过输出线向外辐射能量。


                基于PN8160H的12V2A适配器PCB布线


                无输出共模电感辐射测试结果


                有输出共模电感辐射测试结果



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