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开关电源电磁兼容案例分析

点击次数:232 发布时间:2022-05-11

◼ 开关电源产品的辐射发射案例分析开关电源类的EMI辐射发射问题常常发生在30MHz~200MHz频段内。通过增加开关管的驱动上升和下降时间可将fR(第二个转折点)位置向低频方向移动,而更高频率信号的强度将以40dB/十倍频的速度快速降低,从而改善其辐射状况。在实际应用中,优化驱动电阻需要找到EMI设计与热设计的平衡。超结器件本身的开关速度比较快,但它带来的好处是较低的开关损耗可以得到较高的效率。在设计应用时需要达到一个性价比的平衡。分析器件参数的影响效应可以达到大的性价比的设计!思考与总结:在本案例中,通过实验验证在开关器件STF9N65M2的DS并联电容和在器件GD之间并联电容后都可以显著减缓VDS的下降沿du/dt。最后通过平衡效率和器件成本方面,在器件STF9N65M2的GD之间并联10pF电容后,改善VDS的上升沿/下降沿,取得一个最佳的平衡点。还有其它解决措施吗?(对噪声源的措施)注意:在开关器件GD之间增加电容时,一定要在器件管脚之间就近安放设计。或者选择GD之间Crss容值稍大的开关MOSFET器件。但过大的Crss(米勒电容)容易造成器件的瞬态过电压,造成较高的驱动电压尖峰。如果是在桥式电路中就会容易导致桥臂的直通。因此在开关器件GD之间增加电容的设计方法需要慎重。

◼ 当对开关电源系统进行EMC分析和设计时,再对以下5个方面的问题进行总结1. 干扰频率:问题涉及的频率范围?开关电源 (EMI) 辐射发射频率-200MHz; 开关管的辐射频率-100MHz; 近场耦合到 传导发射-3MHz2. 信号幅度:电磁干扰源能量水平和强度如何?所引起的干扰有多大?开关电源(EMI) 问题 开关器件的动点电压,寄生振荡电压幅度及频率范围3. 时域特性:问题是连续发生的(周期信号),还是只在一定的工作周期中发生?开关电源(EMI) 问题 在频域得到 连续性频谱,高频振荡等效为偶极子天线4. 回路阻抗:干扰源的接收单元以及两者之间的传输路径的阻抗是多少?接地设计要保证地电位稳定,降低地阻抗带来的地压降,消除干扰现象5. 导体尺寸:发射干扰的器件或设备的物理尺寸大小?电路中导体的长度大于信号波长的λ/20时,导体的分布参数路径是分析的关键射频电流会产生电磁场并经机壳的孔缝进入封闭体,孔缝的尺寸等于波长的显著主部或“上升时间”决定的主部尺寸。PCB上的走线长度直接与射频电流传输路径有关。

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