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【整PCB改元器件】开关电源EMI整改实际案例!
( `; A# f5 ?1 d. \! T% X' J1 ?# ~, D5 |; B
这是一款输入宽电压120-277V 60HZ,输出48V,273mA的电源,采用Buck拓扑结构。
' h5 x4 t8 G# ?7 h1 M ![]()
7 o+ L, U* w! C7 H* a9 M) S0 T+ }3 m! h
注:在最初的设计中,预留电感L1、L2,CBB电容C1、C2作为传导测试元件,预留磁珠FB1、陶瓷贴片电容C9、贴片电阻R14、R15作为辐射测试元件;3 F% S3 g; f; T1 g
传导测试:9 T' }) Q0 v/ @ q+ F; I
1、短接L2,L1=4.7mH,C1=0.1uf,C2=0.1uf,/ w! m, u1 H9 }$ C; v# I
120V电压输入,L线传导图像:
5 z7 e4 \4 L# J0 D2 S6 B ![]()
9 q( ?1 x/ v: l. z1 T
" e! \8 [8 z% ?8 M* a) X% q 277V电压输入,L线传导图像:# e, i' e, x6 k
![]()
7 }; R: ~8 X) y# K3 k2 y" ^# c4 G
) k; _* D* W3 d4 j4 i 结果:输入277V,将近150K的频率读点后余量少于3db, p2 H3 W% T" E6 l8 D2 P0 R
整改办法:将C2加大到0.22uf,再次测试图像如下:4 c1 ]1 d d4 w+ R' A2 q
![]()
$ L1 M4 `: [7 S/ G4 m" `9 e
9 F" f) k& b0 l# B1 b6 n8 D+ X 结果:手动读点,余量7.19db,验证N线后,无压力通过。
O% w b; K( J: v7 Z+ d" P 辐射测试:
( G! J& k3 M2 J* j2 ~# Q; D 1、在不加磁珠FB1、不加环路电容、变压器不包铜皮的情况下,辐射数据严重超标;
5 [' ~+ ~' Z- U; Q o2 P0 P- u 2、整改方案:将如下整改位置加强,即:增加磁珠FB1(100M 60ohm),环路电容C9=1nf。2 ^- ^2 L; [: x( l7 Y, ~7 W- }
结果:水平测试,余量逼近限度线;垂直测试,31MHZ、41MHZ、53MHZ处辐射数据超标5-10db;
+ B1 I+ ?6 B+ r% J/ q8 U+ ^ 3、整改方案:基于第二步,将变压器使用铜皮进行外部线圈包裹,同时将C9增加至2.2nf;
# z' Z* U8 _8 y 结果:情况无改善;
4 p- n3 J7 K. y+ P& i7 h9 v' Z 4、整改方案:基于第三步,在MOS管Q2的D、S极并接60pf电容;
5 K$ H' }5 B/ O+ N- x- ~1 X 结果:情况无改善;
9 D: Y1 _4 I. z, d# T 图像如下:4 i$ I- \! W" d* X8 L. F8 h
![]()
, S b. i5 n8 f
8 k! M2 y& g7 `9 m2 ]( S0 m# \8 D 5、整改方案:重点关注高频开关点(如下红色圈处),调整Layout布线设计:
7 ^! M9 K+ \4 _# |* X 5 }, H6 t9 b) t0 x! o) F3 `- p
; ]: I7 x5 r* ~0 Z+ E9 X) r+ x 原有布线方案中,留意高频开关部分(打“X”的黑线),发现高频走线过长,环路面积太大:- ]7 A# }' x5 a% d; }* C
![]()
" h- l9 B& W5 G' u( }8 Q
, X; i# n) M) B5 S2 }' A! S 重新布局、Layout后:
% I; p+ N' I b6 I7 v0 i3 f 9 r1 T- b2 G4 ^& R
6 s% z& M- a1 P& ]/ w" z' A
结果:
) R% H; W# n9 \5 | 在变压器不加铜皮、环路电容C9=2.2nf、磁珠FB1(100MHZ 60ohm)的设计参数:
7 H- l9 _- a! x8 g8 b$ Q- l/ V, g 120V 水平、垂直测试图像![]()
2 w! e7 q% D- \' ^- u5 B$ i& [( W) z" c, _; ?# h- U% l+ ^1 E
277V 60HZ 水平、垂直测试图像: $ ? ~8 I* L" u8 r
/ P* u* C Q2 m 验证传导数据:
% k, n7 f1 t r0 e7 ^7 I& n3 V 120V 60HZ L、N线:![]()
* v6 c7 |! E$ n# ^! A+ F T3 X4 U9 b: a! N- @# J# K _& U8 |
277V 60HZ L、N线: ' [& n+ I6 x* q1 a' L
7 `( \; G9 g, t/ Y- j 结果:测试通过!8 Q5 E* t" j7 B! g8 E- v, ?! x
( O+ _. s/ x, f/ o2 h2 r8 [5 z _# l4 w r: y: B9 r
( l9 i* D% M \3 J2 Z9 y4 [ |
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