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本帖最后由 alexwang 于 2020-4-30 23:03 编辑 7 W5 o, n* z( M
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: s/ {# p, z( M1 j% O& e- F3 D% @+ \' \. sEDA365原创 作者：锅包肉
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, Q2 w8 t1 M2 R) d6 S8 P相信不少硬件工程师朋友们都和我一样，也看过《长安十二时辰》。精美的画面，紧张的剧情，严谨的推理，抽丝剥茧，层层推进。相比破案本身，每个人背后的故事更吸引人。 0 l; p& S) V/ ~7 \
与破案一样，作为一个EMC工程师，EMC问题定位是基本功。也需要抽丝剥茧的探求问题背后的原因。
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所以今天和大家分享一个结果完美，过程细腻的电源AC端口CE/RE问题分析的案例。
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问题一：198kHz超标 低频198k为差模噪声 9 J4 j; l9 }: X5 o1 h' }, |
常用手段为：增加差模滤波插损，增加电容或电感感量 问题二：CE高频段超标/余量不足 CE高频段通常为共模接地不良及近场耦合，无法通过电感滤波改善 f- }3 }; k- K$ F
常用手段为：
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1、高频共模电容滤波 6 r- ]. }3 S' m
2、调整共模电容接地点，减小共模环路及接地阻抗 7 k4 _1 X* `/ R0 i- o
3、减小近场耦合
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问题三：RE低频段超标 3 f6 o5 [( q- {6 S2 M, x1 K
RE低频段由电源开关噪声引起的辐射问题 常用手段为： 8 z2 }+ ~. ]! K' Z" t
1、端口高频滤波电容 . L, H9 I9 `) S; c+ u/ P
2、加强电源参考地与机壳搭接 1 K/ e) s# c: u' C$ k; b @) t& q$ L
3、开关上升沿调整（影响效率） % z' l' L. \9 T% a1 x' F7 g
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2 g2 o5 | v+ y% `6 j分析完了问题，接下来从下面几个方面介绍AC端口滤波电路优化方案：
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1、滤波电路优化
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2、PCB电路优化
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PCB优化点1：优化共模噪声路径布线，共模电容布线短而粗，减小共模环路阻抗
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PCB优化点2：靠近电源内部的共模电容单点接地，减小共模环路面积，解决两级共模电容共地问题。
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3、近场耦合优化 ' v: C1 ~" d- t+ R; V! p' e8 _
AC电源连接器内部cable线较长，且靠近两级共模电感正上方，极易与共模电感产生近场耦合。 5 ~" w+ e+ W, E' R
经过对比验证发现，电源CE高频段噪声，为该cable线导致，调整CABLE线的位置，该频点降低5dB以上。 : ]+ ^3 r9 x5 c7 }! `
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4、共模电感优化
) ]3 @; ?" ~* Q# o在不增加占板面积，pin to pin的前提下，优化共模电感。 ! k8 N2 N, Y7 G, n: \7 s* D0 X' o! T
并通过对共模电感单体测试，识别器件单体差异。 " P* L1 ~: a0 W2 I+ N% k4 T
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9 d- D. }( i" i结论：受限于我司当前LCR测试仪器的频率范围最大只有200kHz，从共模电感的感量变化曲线可知，15~20匝共模电感的共模分量谐振点大于200kHz，而30匝共模电感共模分量谐振点在150k~200kHz之间。4款电感的差模分量在200kHz之间较为稳定，未出现谐振点。
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% R( P5 U: p e1 Y* A/ K) h2 _结论： # O7 A/ ]8 ^/ c
1、从以上数据可知，开关基频的测试结果基本与共模电感差模感量成正比。
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2、CE高频段测试结果与共模电感感量相关性不大，但与共模电感匝间寄生电容，两级电感之间的近场耦合，及电感与电源输入cable 线之间的耦合等因素强相关。
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从测试结果可知，共模电感B高频测试结果较好，而该厂家电感的主要差异在于磁芯横截面积较小，虽然感量小，但两个电感之间耦合也相应减弱。 后续计划：调查不同电感的磁材，综合各家优点，全面优化共模电感。
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对多家供应商不同匝数电感的CE RE测试结果可知，共模电感B+共模电感A10mH电感可以同时解决CE的高频和低频问题，同时RE裕量充足，为当前最优解决方案，测试结果如下图所示：
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注：本文为EDA365电子论坛原创文章，未经允许，不得转载。
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发表于 2019-8-29 15:40
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