第一篇:EMI整改经验(实战精炼)
我们经常接触用电的东西大概分 ITE,音视频,家用电器,和灯具,当然还有其他的。这些东西 的一般都需要测试传导,空间辐射/骚扰功率,谐波,电压闪烁。根据标准不同而不同。
传导主要是通过导线传播的。所以我们整改时主要在滤波方面入手。和辐射一样针对不同频率,所用的方法有一定差异。很多东西涉及到 PCB 设计,排版。这方面我就不讲了,我也不是很懂 啊。现在我们就讲成品的整改好了。
以我接触的产品看来,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。其他的大同小异。
家电类很多都涉及到马达,好的马达,一般一个 X 电容就可以通过传导。频率高一点可以考虑 加磁环。很多马达是需要用到 Y 电容的,通常是电刷对机壳。机壳接地或不接根据情况来。
下面说说空间辐射吧,想必大家也参加过不少培训,从原理到设计到走线。。后悔没专心。现在我讲点实用的,拿大家熟悉的 PC 来举例吧。我也是分几部分来查原因。30-300-600-1000M,这些都不是一个准确的频率。前一段主要是通过引线传播,解决问题先得找到问题。所以你就找 个超标点,把 EUT 调到超标最严重的位置,一个一个拔。频率降了,就说明这个有问题。频率 再高点,拨光所有周边虽然频率有点改善还是超标,你不妨用手去挡或者接触机壳。或者打开机 壳摆弄一下走线,只到找到最有影响的原因。最后一段自然就是空隙的原因了。如果不在 PCB 上找解决的方法,只有加吸收材料,接地和屏蔽这几种方法,不过这也是几种比较适用有效的方 法。所以我们手里通常要有以下材料:导电泡棉(塞缝的),铜/铝箔,扣式磁环,弹片等等。辐射就象个水塔,哪里有口就往哪里跑,有时候这边好了,那边又不行。所以要注意内部的走线 等防止耦合等。
对于家电和音视频,功率辐射超标现象也很常见。回说到功率辐射,今天恰好改了一个吹风机,就拿这个样品做例子吧,这玩意 120V,功率辐射在 114M 以 上突然一路狂飚,到 300M 的时候基本在 70dbu/W,观察其机构:电源线进来套一磁环,跨一 X 电容,然 后就发热丝,分压后整流给 24V 直流马达供电。象这种结构按理说不会有太大干扰,看到突然增高的频率,马上想到可能是某个元件失效,或者某个元件工作频率。于是做了一部分整改,比如电极端加电容,加磁珠等,结果还是余量不足。因为问题很明显出在电机,为了不增加成本,让整改变得有意义,所以让客户 提供了两款小马达,和新样品。测试结果很低很理想。以上废话的心得是:在无法接受成本的时候,就换核心部件。马达类产品最好备不同厂家的样品,如果 是测试马达,就多备用几个。交流马达的碳刷产生的干扰比较常见,可以整改电感和电容。磁环在这类产 品中优势比较明显。
第二篇:开关电源EMI设计经验
开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。
1.开关电源的EMI源
开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。
(1)功率开关管
功率开关管工作在On-Off快速循环转换的状态,dv/dt和di/dt都在急剧变换,因此,功率开关管既是电场耦合的主要干扰源,也是磁场耦合的主要干扰源。
(2)高频变压器
高频变压器的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换,因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。
(3)整流二极管
整流二极管的EMI来源集中体现在反向恢复特性上,反向恢复电流的断续点会在电感(引线电感、杂散电感等)产生高 dv/dt,从而导致强电磁干扰。
(4)PCB
准确的说,PCB是上述干扰源的耦合通道,PCB的优劣,直接对应着对上 述EMI源抑制的好坏。
2.开关电源EMI传输通道分类
(一).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(二).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。
3.开关电源EMI抑制的9大措施
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;
(2)通过接地、滤波、屏蔽 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(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
4.高频变压器漏感的控制
高频变压器的漏感是功率开关管关断尖峰电压产生的重要原因之一,因此,控制漏感成为解决高频变压器带来的EMI首要面对的问题。
减小高频变压器漏感两个切入点:电气设计、工艺设计!
(1)选择合适磁芯,降低漏感。漏感与原边匝数平方成正比,减小匝数会显著降低漏感。
(2)减小绕组间的绝缘层。现在有一种称之为“黄金薄膜”的绝缘层,厚度20~100um,脉冲击穿电压可达几千伏。
(3)增加绕组间耦合度,减小漏感。5.高频变压器的屏蔽
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)。为防止该噪声,需要对变 压器采取加固措施:
(1)用环氧树脂将磁心(例如EE、EI磁心)的三个接触面进行粘接,抑制相对位移的产生;
(2)用“玻璃珠”(Glass beads)胶合剂粘结磁心,效果更好。
第三篇:EMI对症分析-EMI整改
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。
对于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;
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。
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)。
5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射.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
100MHz-200MHz之间大部分出于PFC MOSFET及PFC 二极管,现在MOSFET及PFC二极管串磁珠有效果,水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了
200MHZ 以上 开关电源已基本辐射量很小,一般可过EMI 标准。
传导冷机时在0.15-1MHZ超标,热机时就有7DB余量。主要原因是初级BULK电容DF值过大造成的,冷机时ESR比较大,热机时ESR比较小,开关电流在ESR上形成开关电压,它会压在一个电流LN线间流动,这就是差模干扰。解决办法是用ESR低的电解电容或者在两个电解电容之间加一个差模电感。.........
第四篇:开关电源EMI设计经验
开关电源EMI设计经验
2010-05-24 来源:工控商务网 浏览:56 [推荐朋友] [打印本稿] [字体:大 小] 开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。
一、开关电源的EMI源
开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。
1、功率开关管
功率开关管工作在On-Off快速循环转换的状态,dv/dt和di/dt都在急剧变换,因此,功率开关管既是电场耦合的主要干扰源,也是磁场耦合的主要干扰源。
2、高频变压器
高频变压器的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换,因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。
3、整流二极管
整流二极管的EMI来源集中体现在反向恢复特性上,反向恢复电流的断续点会在电感(引线电感、杂散电感等)产生高 dv/dt,从而导致强电磁干扰。
4、PCB
准确的说,PCB是上述干扰源的耦合通道,PCB的优劣,直接对应着对上 述EMI源抑制的好坏。
二、开关电源EMI传输通道分类
1、传导干扰的传输通道 1.1、容性耦合 1.2、感性耦合 1.3、电阻耦合
1.3.1、公共电源内阻产生的电阻传导耦合 1.3.2、公共地线阻抗产生的 电阻传导耦合 1.3.3、公共线路阻抗产生的电阻传导耦合
2、辐射干扰的传输通道
2.1、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; 2.2、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);
2.3、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。
三、开关电源EMI抑制的9大措施
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;
2、通过接地、滤波、屏蔽 等技术抑制电源的EMI以及提高电源的EMS。
2.1、减小dv/dt和di/dt(降 低其峰值、减缓其斜率)2.2、压敏电阻的合理应用,以降低浪涌电压 2.3、阻尼网络抑制过冲
2.4、采用软恢复特 性的二极管,以降低高频段EMI 2.5、有源功率因数校正,以及其他谐波校正技术 2.6、采用合理设计的电源线滤波器 2.7、合理的接地处理 2.8、有效的屏蔽措施 2.9、合理的PCB设计
四、高频变压器漏感的控制
高频变压器的漏感是功率开关管关断尖峰电压产生的重要原因之一,因此,控制漏感成为解决高频变压器带来的EMI首要面对的问题。
减小高频变压器漏感两个切入点:电气设计、工艺设计!
1、选择合适磁芯,降低漏感。漏感与原边匝数平方成正比,减小匝数会显著降低漏感。
2、减小绕组间的绝缘层。现在有一种称之为“黄金薄膜”的绝缘层,厚度20~100um,脉冲击穿电压可达几千伏。
3、增加绕组间耦合度,减小漏感。
五、高频变压器的屏蔽 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)。为防止该噪声,需要对变压器采取加固措施:
1、用环氧树脂将磁心(例如EE、EI磁心)的三个接触面进行粘接,抑制相对位移的产生;
2、用“玻璃珠”(Glass beads)胶合剂粘结磁心,效果更好。
第五篇:产品EMC、EMI、EMS整改方案范文
产品EMC、EMI、EMS整改方案
背景:
由于产品前期没有进行EMC设计或者考虑不周,以及市场对产品的EMC要求越来越严格。企业在进行产品EMC认证的过程中往往会出现部分EMC项目无法通过,而且在短时间内需要寻找问题根源并解决问题。针对企业的这一问题,我司可以提供EMC整改服务,帮助企业解决在测试中遇到的EMC问题。
提供从源头解决的方案
提供可批量化的方案
提供低成本的方案
提供的方案充分考虑产品时间进度、生产工艺等
整改服务
电磁干扰(EMI)问题整改服务 电磁抗干扰(EMS)问题整改服务 整改思路
我司技术组从产品系统角度全局考虑,通过对产品原理图、PCB、结构进行详细分析,从源头上解决产品的EMC问题,确保为企业提供快速、高效、低成本、可量产的整改方案,达成客户的利益最大化。
【主 办 单 位】中 国 电 子 标 准 协 会
【咨 询 热 线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李 生
【咨 询 邮 箱】martin#ways.org.cn(请将#换成@)
整改流程
1.项目评估 2.合同签订
了解产品目前在EMC测试时遇到的问题点; 根据项目评估制定报价单; 对产品性能,工作原理等熟悉; 制定保密协议; 评估项目的难易度 双方签订合同; 3.摸底定位 4.改版实施
定位出产品干扰源; 输出原理图评审报告;
定位出产品干扰路径; 输出PCB LAYOUT评审报告; 输出摸底定位整改报告; 输出结构评审报告;
5.最终验证
对改板后新样机进行测试; 对改板后新样机进行成本控制; 输出最终验证测试报告;
售后服务
合作完成后,免费进行一天针对该产品的电磁兼容技术交流培训服务; 后续委托我司EMC测试合作,测试费用给予8.5折优惠;
日常电话、邮件EMC咨询;包括电磁兼容认证、设计、整改等;
免费到我司使用频谱仪定位技术服务,我司安排工程师做指导并给出建议;