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設備EMI問題的經典案例分析
文章来源:永阜康科技 更新时间:2019/7/17 9:42:00

我們在談到電子産品&設備的EMC問題的時候,EMC的三要素已經成爲了我們的行動大綱;EMC三要素:幹擾源-耦合路徑-敏感設備;從理論上三要素如果解決處理好任意一個因素就構不成幹擾或騷擾的問題;

  EMC=EMI+EMS;對于EMS的三要素:幹擾源(比如外部施加EFT,ESD,SURGE)通過傳遞路徑(耦合路徑)到我們的敏感電路産生噪聲幹擾;出現電子産品&設備的功能及性能的問題!

  對于EMI的三要素:騷擾源(內部電路的du/dt(電壓突變)&di/dt(電流突變))通過傳遞路徑到等效天線的模型被我們的EMI的測試接收機接收;就形成了我們的EMI數據-必須達到無線電通信限值的要求!

  我的EMI的理論是先分析再設計;實現性價比最優化原則!如下圖:


  通過上圖我從EMI的正向設計進行了系統的講述:對電子産品&設備首先;

  A.確認有哪些噪聲源;

  B.分析噪聲源的特性;相關資料可以通過網絡搜索作者名字下載或觀看;(我的理論:先分析再設計;了解噪聲源頭特性是關鍵)!

  C.確認噪聲源的傳遞路徑;這也是我們大多數工程師處理EMI-Issue時的著手點;(處理的手段和方法);EMI的耦合路徑:感性耦合;容性耦合;傳導耦合;輻射耦合!

  D.對上述的結果進行分析確認後;就會有最佳化的設計!

  EMI騷擾的以下幾種路徑:(總的EMI的耦合路徑進行分析)



  對于空間耦合(輻射耦合)和傳導耦合,大家都比較好理解;

  輻射耦合:比如時鍾源靠近端子連接線就會發生輻射耦合;

  傳導耦合:比如電子線路中有交叉的走線回路及關聯線路就會發生傳導耦合;

  在實際中我們還有10%的EMI的問題也是衆多設計師們沒有注意的問題!從而要從PCB的分析來入手!!分析框圖結構如下:

  1.感性耦合路徑問題


  注意電路中的感性元件:

  電感(輸入&輸出差模,共模電感,PFC電感,BUCK-L,BOOST-L…)及變壓器等等;這些器件的位置放置及PCB走線都會帶來EMI-Issue.

  2.容性耦合路徑問題


  注意电路中任意相近的两根电流导线都会存在分布电容耦合:PCB走线 及 连接线等等;

  我通過下面的原理分析框圖來進行詳細的說明;後面再給出我碰到的實際案例進行參考-分析電子産品&設備中的感性耦合與容性耦合問題;

  上面的原理路徑示意框圖設計到的信息非常廣,可以延伸到不同的電源拓撲結構;涉及到系統的傳導理論,輻射理論;如果上面的電路你就當做是標准的PFC大功率應用電路;這時候你就會考慮30MHZ-300MHZ的騷擾功率的問題!如果電路結構前級輸入是低壓的交流輸入(例如12VAC)這個電路可以是標准的升壓(BOOST)電路結構;改變一下電感,開關MOS及輸出二極管的位置;這個電路就可以變成高壓或中低壓的降壓(BUCK)電路;也就是說這類電路的應用在EMI的問題表現及處理上都可使用同樣的等效結構;處理EMI的問題就非常類同了。

  A.在上面的電路結構中電感回路及輸出回路比較優化,並且和交流輸入有足夠的距離時;如果有EMI的問題請參考《開關電源:EMC的分析與設計》快速設計理論方案!

  B.我在進行企業內訓時就出現實際的特別案例;EMI傳導設計-中高頻部分優化我們共模濾波器沒有明顯的效果;分析框圖結構如下:

 
 
 
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