電源適配器噪聲產生原因及解決措施
發布時間:2021-10-20 責任編輯:lina
【導讀】傳導幹擾主要評估輸入和輸出線上流過的幹擾噪聲。待測試的設備EUT通過阻抗匹配網絡LISN 連接到幹淨的交流電源上。
一 傳導幹擾概念
傳導幹擾主要評估輸入和輸出線上流過的幹擾噪聲。待測試的設備EUT通過阻抗匹配網絡LISN 連接到幹淨的交流電源上。
(一)LISN的作用如下
1.隔離待測試設備EUT和交流輸入電源,濾除由輸入電源線引入的噪聲及幹擾。
2.EUT產生的幹擾噪聲依次通過LISN內部的高通濾波器和50 ?電阻,在50 ?電阻上得到相應的信號值送到接收機進行分析。
(二)測試原理分析
傳導幹擾來源於差模電流噪聲和共模電流噪聲,這兩種類型的噪聲幹擾如下圖所示:

圖2: 差模電流和共模電流
1.差模電流在兩根輸入電源線間反方向流動,兩者相互構成電流回路,即一根作為差模電流的源線,一根作為差模電流的回線。
2.共模電流在兩根輸入電源線上同方向流動,它們分別與大地構成電流回路,即同時作為共模電流的源線或回線。
二噪聲產生原因及解決措施
(一)共模電流
1.共模電流產生原因
共(gong)模(mo)電(dian)流(liu)在(zai)輸(shu)入(ru)及(ji)輸(shu)出(chu)線(xian)與(yu)大(da)地(di)間(jian)流(liu)動(dong),其(qi)產(chan)生(sheng)主(zhu)要(yao)是(shi)功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)高(gao)頻(pin)工(gong)作(zuo)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)壓(ya)的(de)瞬(shun)態(tai)的(de)變(bian)化(hua)。共(gong)模(mo)電(dian)流(liu)的(de)產(chan)生(sheng)主(zhu)要(yao)有(you)下(xia)麵(mian)幾(ji)部(bu)分(fen):
① 通過MOSFET源級到大地的電容Cde。如果改進IC的設計,如對於單芯片電源芯片,將MOSFET源極連接到芯片基體用於散熱,而不是用漏極進行散熱,這樣可以減小漏極對大地的寄生電容。PCB布線時減小漏極區銅皮的麵積可減小漏極對大地的寄生電容,但要注意保證芯片的溫度滿足設計的要求。
②通過Cm 和Cme產生共模電流。
③ 通過Ca 和 Cme產生共模電流。
④ 通過Ct 和Coe產生共模電流。
⑤ 通過Cs 和Coechanshenggongmodianliu,zhebufenzaigongmodianliuzhongzhanzhudaozuoyong。jianxiaoloujidianyadebianhuafuzhijibianhualvkejianxiaogongmodianliu,rujiangdifanshedianya,jiadalouyuanjidianrong,danzheyanghuishiMOSFET承受大的電流應力,其溫度將增加,同時加大漏源極電容產生更大的磁場發射。

圖3: 共模電流產生
2.解決方法
(1)增加Y電容

圖4: Y電容作用
電壓如果係統加了Y電容,由圖4所示, 通過Cs的大部分的共模電流被Y 電容旁路,返回到初級的地,因為Y電容的值大於Coe。
Y電容必須直接並用盡量短的直線連接到初級和次級的冷點。作為一個規則,如果開通葉MOSFET的dV/dt大於關斷時的值,Y電容連接到初級的地。反之連接到Vin。
強調:電壓沒有變化的點稱為靜點或冷點,電壓變化的點稱為動點或熱點。初級的地和Vin都是冷點,對於輔助繞組和輸出繞組,冷點可以通過二極管的位置進行調整。圖18中,A,B和Vin為冷點,F, D,B和C為熱點;而圖5中,A,Vcc,Vin和Vo為冷點,D,F和G 為熱點。

圖5: 冷點位置
(2)改變變壓器的結構
去除Ydianrongwufayouxiaodepanglugongmodianliu,daodaogongmodianliuzaoshengguoda,wufatongguoceshibiaozhun,shejidefangfashigaijinbianyaqidejiegou。yibandefajialipingbifangfabunengshishebeizaiwuY電容的情況下通過EMI的測試。由於MOSFET的漏極端的電壓變化幅值大,主要針對這個部位進行設計。永遠注意:電壓的變化是產生差模及共模電流的主要原因,寄生電容是其流動的通道。
前麵提到Cm和Cme及Cme和Ca也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)共(gong)模(mo)電(dian)流(liu),初(chu)級(ji)層(ceng)間(jian)電(dian)容(rong)的(de)電(dian)流(liu)一(yi)部(bu)分(fen)形(xing)成(cheng)差(cha)模(mo)電(dian)流(liu),有(you)一(yi)部(bu)分(fen)也(ye)會(hui)形(xing)成(cheng)共(gong)模(mo)電(dian)流(liu),這(zhe)也(ye)表(biao)明(ming)差(cha)模(mo)和(he)共(gong)模(mo)電(dian)流(liu)可(ke)以(yi)相(xiang)互(hu)的(de)轉(zhuan)換(huan)。
如果按圖7結構安排冷點(藍色點)和繞組,在沒有Ydianrongshi,jiyudianyagaibiandefangxiangkeyidedaochujiraozuyucijiraozujifuzhuraozuhecijiraozucengjiandianrongdedianliudeliudongfangxiang,chujiraozuhefuzhuraozudedianliudouliurucijiraozuzhong。
調整冷點後如圖 8 所(suo)示(shi),可(ke)以(yi)看(kan)到(dao),初(chu)級(ji)繞(rao)組(zu)與(yu)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)及(ji)輔(fu)助(zhu)繞(rao)組(zu)和(he)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)層(ceng)間(jian)電(dian)容(rong)的(de)電(dian)流(liu)的(de)流(liu)動(dong)方(fang)向(xiang)相(xiang)同(tong),可(ke)以(yi)相(xiang)互(hu)抵(di)消(xiao)一(yi)部(bu)分(fen)流(liu)入(ru)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)的(de)共(gong)模(mo)電(dian)流(liu),從(cong)而(er)減(jian)小(xiao)總(zong)體(ti)的(de)共(gong)模(mo)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)。
fuzhuraozuhecijiraozudezhengliuerjiguanfangzhizaixiaduan,congergaibiandianyabianhuadefangxiang,tongshizhuyilengdianyaojinliangdekaojin,zheyangyinweiliangzhejianmeiyoudianyadebianhua,suoyibuhuichanshenggongmodianliu。
進一步,如果在內層及初級繞組和次級繞組間放置銅皮,銅皮的寬度小於或等於初級繞組的寬度,銅皮的中點由導線引線到冷點,如圖 9 suoshi,youyutongpiweilengdian,yuqijiechuderaozuhetongpijiandianyadebailvjiangdi,congerjianxiaogongmodianliu,tongshijianggongmodianliuyoutongpipangluyinrudaolengdian。zhuyitongpidedajiechubunengduanlu,yongjueyuanjiaodaigekai,neiwaicengtongpidefangxiangyaoyizhi。
輔助繞組和次級繞組的共模電流可以由以下方法補償:
① 加輔助屏蔽繞組
fuzhupingbiraozuraozhifangxiangyucijiraozuraozhifangxiangbaochiyizhi,fuzhupingbiraozuyucijiraozudetongmingduanlianjiedaoyiqibinglianjiedaolengdian,fuzhupingbiraozudelingyiduanfukong。youyutamendedianyabianhuadefangxiangxiangtong,suoyiliangzhejianmeiyoudianliuliudong。
②加外層的輔助屏蔽銅
fuzhupingbitongpidezhongdianlianjiedaodaofuzhuraozudezhongdian。tongyang,jiyudianyadebianhuafangxiangfenxidianliudeliudongfangxiang,keyikandao,liangzhezhijiandedianliuxingchenghuanliu,xianghubuchangdixiao,congerjiangdigongmodianliu。
三 總結
對dui於yu電dian源yuan適shi配pei器qi的de傳chuan導dao發fa射she,本ben文wen分fen析xi產chan生sheng原yuan因yin及ji解jie決jue方fang向xiang,希xi望wang對dui於yu大da家jia設she計ji和he整zheng改gai有you所suo幫bang忙mang,設she計ji提ti前qian考kao慮lv,解jie決jue起qi來lai才cai能neng事shi半ban功gong倍bei!
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