[導讀]本文來源于面包板社區(qū)EMC的重要性早在上個世紀八十年代初,美國新澤西州一家醫(yī)院產(chǎn)科病房區(qū)的嬰兒死亡率相當高。深夜,監(jiān)視嬰兒的監(jiān)視器上的警示燈總是無緣無故地熄滅。對此,護士們很惱火,于是她們將監(jiān)視器關(guān)閉,來回逐一巡視。經(jīng)過一番初步調(diào)查后,教授查明了這件事情的真相,原來附近一電視臺的發(fā)射機得到美國通信委員會的許可,在大約午夜后可將其輸出功率提高得相當高,但必須在早上六點前,或其它指定的時間,恢復到原來的水平。護士站與每個嬰兒的監(jiān)視器間的連接電纜在這些干擾頻率處發(fā)生諧振,感應的電壓而使監(jiān)視器警示燈熄滅。醫(yī)院在發(fā)現(xiàn)這個問題之前,已有差不多六名小孩死亡。再有一個例子:?有這樣的一個客戶投訴反應,當在機房...
本文來源于面包板社區(qū)
EMC的重要性
早在上個世紀八十年代初,美國新澤西州一家醫(yī)院產(chǎn)科病房區(qū)的嬰兒死亡率相當高。深夜,監(jiān)視嬰兒的監(jiān)視器上的警示燈總是無緣無故地熄滅。對此,護士們很惱火,于是她們將監(jiān)視器關(guān)閉,來回逐一巡視。
經(jīng)過一番初步調(diào)查后,教授查明了這件事情的真相,原來附近一電視臺的發(fā)射機得到美國通信委員會的許可,在大約午夜后可將其輸出功率提高得相當高,但必須在早上六點前,或其它指定的時間,恢復到原來的水平。護士站與每個嬰兒的監(jiān)視器間的連接電纜在這些干擾頻率處發(fā)生諧振,感應的電壓而使監(jiān)視器警示燈熄滅。醫(yī)院在發(fā)現(xiàn)這個問題之前,已有差不多六名小孩死亡。
再有一個例子: 有這樣的一個客戶投訴反應,當在機房內(nèi)開啟一臺開關(guān)電源時,該公司的100M速度的局域網(wǎng)出現(xiàn)速度下降并停止的現(xiàn)象,而10M速度的網(wǎng)絡卻沒有受影響。關(guān)掉電源,網(wǎng)絡恢復正常。
后經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn),該開關(guān)電源的高頻干擾信號藕合到網(wǎng)絡線上,使網(wǎng)絡出現(xiàn)故障。
EMC 發(fā)展的歷史:EMC 其實是伴隨著近代電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展而誕生的。到上個世紀末,隨著電子、電氣設備的急劇增加。EMC 已經(jīng)擴展到眾多的領域,可以毫不夸張的說:哪里有電子產(chǎn)品,哪里就有EMC問題。西方國家對此的要求也越來越苛刻,EMC 已成為發(fā)展中國家電子產(chǎn)品進入西方市場的貿(mào)易壁壘之一。
對企業(yè)來講,不同的EMC設計概念,會導致不同的成本和時間上的浪費。
EMC的內(nèi)容
●基本概念:
★EMC(電磁兼容性):Electromagnetic Compatibility
★EMI(電磁干擾):Electromagnetic Interference
★EMS(電磁抗擾性):Electromagnetic Susceptibility
★ESD(靜電):Electrostatic Discharges
★RS(輻射抗干擾):Radiated Susceptibility
★EFT(電快速瞬變脈沖群):Electronic fast transients
★SURGE(雷擊浪涌)
★CS(傳導抗干擾):Conducted Susceptibility
●EMC =EMI EMS
★EMI = Conduction( Harmonic) Radiation
★EMI 三要素:下為系統(tǒng)級的,請大家想想PCB級的。
開關(guān)電源 EMI 探討
●EMI 產(chǎn)生的根源:
★第一、開關(guān)電源的最大缺點是因切換動作(TURN-ON或TURN OFF)產(chǎn)生雜訊電壓為其雜訊源。因切換動作的波形為方波,而方波含有很多高次諧波。( dv/dt)
★第二、由于開關(guān)電晶體的非線性及二極體的反向恢復特性,電流作快速的非線性變化引起雜訊。(di/dt)
●EMI的傳播方式和途徑:
★EMI干擾信號按其特性可分為共模信號(COMMON MODE)和差模信號(DIFFERENTIAL MODE)。
★共模信號:干擾信號電流的在兩條回路的導線上的電流方向相對大地是相同的信號,稱為共模信號,見下左圖;
★差模信號:干擾信號電流的在兩條回路的導線上的電流方向相對大地是相反的信號,稱為差模信號,見下右圖。
●常用低通濾波結(jié)構(gòu)的劃分
●電源輸入濾波器的設計:
★共模差模分開設計(以π型為例)
★濾波器共模部分設計
★濾波器差模部分設計
●濾波器的安裝:
●共模電感的繞制
共模扼流圈中的負載電流產(chǎn)生的磁場相互抵銷,因此磁芯不會飽和。
●磁珠阻抗
注意:共模電感和磁珠 需要測量溫升!!
拓撲EMI 分析舉例
Flyback 架構(gòu)EMI 分析
●Flyback架構(gòu)的高頻等效模型
●Noise 源:
大的di/dt和dv/dt 產(chǎn)生的地方,對Flyback架構(gòu)來說,會產(chǎn)生這些變化的主要有:
★變壓器TX1;
★MOSFET Q1 ;
★輸出二極管D1;
★芯片的RC振蕩;
★驅(qū)動信號線;
Q1 上 Vds 的波形
MOSFET 動作時產(chǎn)生的Noise :如 上圖所示,主要來自三個方面:
①Mosfet開通、關(guān)斷時,具有很寬的頻譜含量,開關(guān)頻率的諧波本身就是較強的干擾源。
②關(guān)斷時的振蕩 1產(chǎn)生較強的干擾。
③關(guān)斷時的振蕩 2產(chǎn)生較強的干擾。
開關(guān)管 Q1關(guān)斷,副邊二極管D1導通時(帶載),原邊的勵磁電感被鉗制,原邊漏感Lep的能量通過Q1的寄生電容Cds進行放電,主放電回路為Lep—Cds—Rs—C1—Lep,此時產(chǎn)生振蕩振蕩的頻率為:
在Lep上的振蕩電壓Vlep迭加在2Vc1上,致使Vds=2Vc1 Vlep 。振蕩的強弱,將決定我們選取的管子的耐壓值、電路的穩(wěn)定性。
量測Lep=6.1uH, Q1為2611查規(guī)格書可得Coss=190pF(Coss近似等于Cds),而此充電板為兩個管子并聯(lián),所以Cds=380pF 。由上式可求得f =3.3 MHz,和下圖中的振蕩頻率吻合。
從圖中可看出 此振蕩是一衰減的振蕩波,其初始的振蕩峰值決定于振蕩電路的Q值:Q值越大,峰值就越大。Q值小,則峰值小。為了減小峰值,可減小變壓器的漏感Lep,加大Cds和電路的阻抗R。而加入Snubber電路是 極有效之方法。
振蕩2發(fā)生在Mosfet Q1關(guān)斷,副邊二極管由通轉(zhuǎn)向關(guān)斷,原邊勵磁電感被釋放(這時Cds被充至2Vc1),Cds和原邊線圈的雜散電容Clp為并聯(lián)狀態(tài),再和原邊電感Lp(勵磁電感和漏感之和)發(fā)生振蕩。放電回路同振蕩1。振蕩頻率為:
在Lp上的振蕩電壓Vlp迭加在Vc1上,致使Vds=Vc1 Vlp 。量測Lp=0.4mH;Q1為2611,查規(guī)格書可得Coss=190pF(Coss近似等于Cds),而此充電板為兩個管子并聯(lián),所以Cds=380pF;Clp在200KHz時測得為Clp=1.6nF。由上式可求得:f =178.6KHz,和下圖中190.5K吻合。
●我們可實行的改善措施有兩個:
★1、減小Noise的大?。?/span>
★2、切斷或改善傳播途徑。
1.減小Noise 的大?。?/span>
首先考慮以下三個方面:
①Mosfet、Diode動作時,具有很寬的頻譜含量,開關(guān)頻率的諧波本身就是較強的干擾源。
措施:在滿足所要求的效率、溫升條件下,我們可盡量選開關(guān)較平緩的管子。而通過調(diào)節(jié)驅(qū)動電阻也可達到這一目的。
②Q1、D1 的振蕩 1會產(chǎn)生較強的干擾。
措施:
*對寄生電容Cds、Cj 的處理:在Q1的ds極、二極管的兩端各并上一681小電容,來降低電路的Q 值,從而降低振蕩的振幅A,同時能降低振蕩頻率f。需注意的是:此電容的能量1/2Cu2將全部消耗在Q1上,所以管子溫升是個問題。解決的辦法是使用RC snubber, 讓能量 消耗在 R上。同時R能起到減小振幅的作用。
*對變壓器的漏感Le的處理:
1、變壓器采用 三明治 繞法,以減小漏感。
2、在變壓器的繞組上加吸收電路。
3、減小Q1 D極到變壓器的引線長度。(此引線電感和漏感相迭加)采取上述 措施降低振蕩 1的影響之后得下圖。
③:Q1 D1 上的振蕩 2 會產(chǎn)生較強干擾。
分析方法和②相同,但此時 電感已變得很大了(主要為為勵磁電感),因此漏感和引線電感對③的影響相對較小。
同樣從上面的分析中,可看出Nosie 的傳播途徑主要是通過變壓器的雜散電容Ctx;
Mosfet/Diode到散熱片的雜散電容Cm/Cd;及散熱片到地的雜散電容Ce等途徑而耦合到LISN被取樣電阻所俘獲。
措施一:在Rs的地端和C2的地間接一個Y電容(472)。
原理分析:它的作用是雙重的,一是為Mosfet動作產(chǎn)生且串到變壓器副邊的noise 電流(如I4),提供一個低阻抗的回路,減小到地的電流。二是為二次側(cè)Diode產(chǎn)生的且串到變壓器原邊的noise 電流提供低阻抗回路,從而減小流過LISN的電流。
其效果如下圖:紅色為:未改善之前;藍色為:采取措施之后
措施二:變壓器加法拉第銅環(huán):
變壓器是Noise傳播的主要通道之一,其中初級線圈和次級線圈間雜散電容Ctx是重要因素。而在變壓器內(nèi)部加法拉第銅環(huán)是減小Ctx 的有效的方法之一。
措施三:散熱片接Rs的地端:
目的為了將 散熱片-Ce—地-LISN這一支路 旁路掉,從而減小到地的電流。其效果如下圖:可看出,在低頻時較有效;在高頻時, 效果不明顯,這主要是因為在高頻時,管腳直接對地的電容已有相當?shù)淖饔谩?br />
紅色為:散熱片未接地;藍色為:散熱片接地
當綜合上述所有措施后,EMI總效果對比如圖所示:
紅色為:未采取措施前;藍色為:綜合上述措施后
國際認證體系簡介
●歐洲地區(qū) :
認證EMC Mark EMC
Standard 分為EMI (電磁干擾測試)
本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。
關(guān)鍵字:
阿維塔
塞力斯
華為
加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...
關(guān)鍵字:
AWS
AN
BSP
數(shù)字化
倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...
關(guān)鍵字:
汽車
人工智能
智能驅(qū)動
BSP
北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務連續(xù)性,提升韌性,成...
關(guān)鍵字:
亞馬遜
解密
控制平面
BSP
8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。
關(guān)鍵字:
騰訊
編碼器
CPU
8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。
關(guān)鍵字:
華為
12nm
EDA
半導體
8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。
關(guān)鍵字:
華為
12nm
手機
衛(wèi)星通信
要點: 有效應對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務引領增長 以科技創(chuàng)新為引領,提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...
關(guān)鍵字:
通信
BSP
電信運營商
數(shù)字經(jīng)濟
北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...
關(guān)鍵字:
VI
傳輸協(xié)議
音頻
BSP
北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...
關(guān)鍵字:
BSP
信息技術(shù)
山海路引?嵐悅新程 三亞2024年8月27日 /美通社/ --?近日,海南地區(qū)六家凱悅系酒店與中國高端新能源車企嵐圖汽車(VOYAH)正式達成戰(zhàn)略合作協(xié)議。這一合作標志著兩大品牌在高端出行體驗和環(huán)保理念上的深度融合,將...
關(guān)鍵字:
新能源
BSP
PLAYER
ASIA
上海2024年8月28日 /美通社/ -- 8月26日至8月28日,AHN LAN安嵐與股神巴菲特的孫女妮可?巴菲特共同開啟了一場自然和藝術(shù)的療愈之旅。 妮可·巴菲特在療愈之旅活動現(xiàn)場合影 ...
關(guān)鍵字:
MIDDOT
BSP
LAN
SPI
8月29日消息,近日,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文在中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式上表示,中國科技企業(yè)不應怕美國對其封鎖。
關(guān)鍵字:
華為
12nm
EDA
半導體
上海2024年8月26日 /美通社/ -- 近日,全球領先的消費者研究與零售監(jiān)測公司尼爾森IQ(NielsenIQ)迎來進入中國市場四十周年的重要里程碑,正式翻開在華發(fā)展新篇章。自改革開放以來,中國市場不斷展現(xiàn)出前所未有...
關(guān)鍵字:
BSP
NI
SE
TRACE
上海2024年8月26日 /美通社/ -- 第二十二屆跨盈年度B2B營銷高管峰會(CC2025)將于2025年1月15-17日在上海舉辦,本次峰會早鳥票注冊通道開啟,截止時間10月11日。 了解更多會議信息:cc.co...
關(guān)鍵字:
BSP
COM
AI
INDEX
上海2024年8月26日 /美通社/ -- 今日,高端全合成潤滑油品牌美孚1號攜手品牌體驗官周冠宇,開啟全新旅程,助力廣大車主通過駕駛?cè)ヌ剿鞲鼜V闊的世界。在全新發(fā)布的品牌視頻中,周冠宇及不同背景的消費者表達了對駕駛的熱愛...
關(guān)鍵字:
BSP
汽車制造
此次發(fā)布標志著Cision首次為亞太市場量身定制全方位的媒體監(jiān)測服務。 芝加哥2024年8月27日 /美通社/ -- 消費者和媒體情報、互動及傳播解決方案的全球領導者Cis...
關(guān)鍵字:
CIS
IO
SI
BSP
上海2024年8月27日 /美通社/ -- 近來,具有強大學習、理解和多模態(tài)處理能力的大模型迅猛發(fā)展,正在給人類的生產(chǎn)、生活帶來革命性的變化。在這一變革浪潮中,物聯(lián)網(wǎng)成為了大模型技術(shù)發(fā)揮作用的重要陣地。 作為全球領先的...
關(guān)鍵字:
模型
移遠通信
BSP
高通
北京2024年8月27日 /美通社/ -- 高途教育科技公司(紐約證券交易所股票代碼:GOTU)("高途"或"公司"),一家技術(shù)驅(qū)動的在線直播大班培訓機構(gòu),今日發(fā)布截至2024年6月30日第二季度未經(jīng)審計財務報告。 2...
關(guān)鍵字:
BSP
電話會議
COM
TE
8月26日消息,華為公司最近正式啟動了“華為AI百校計劃”,向國內(nèi)高校提供基于昇騰云服務的AI計算資源。
關(guān)鍵字:
華為
12nm
EDA
半導體