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【整PCB改元器件】开关电源EMI整改实际案例!
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3 F% E P" D7 o6 J' z# j 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。
. x7 M w- | G# W! t) w " v5 O/ Z, c1 [1 L* }' a
7 o8 _, F) N8 z# `- [ 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;
6 ]! w0 ]' M" G9 x/ K 传导测试:5 C! B% P$ G3 C; U% R: n" B4 f
1、短接L2,L1=4.7mH,C1=0.1uf,C2=0.1uf,$ q1 _0 G z, |% `
120V电压输入,L线传导图像: _+ V" ^* V3 s; V* l6 y
: m, Z$ x5 A; b3 Z
" ?7 g3 k( z9 [, f; P _! k+ y
277V电压输入,L线传导图像: w+ ~; }- [2 W0 a, o* P S
![]()
f5 E7 \9 u& U( Z: d+ A& R w* E a& d/ r) m& N- d- ]
结果:输入277V,将近150K的频率读点后余量少于3db
0 a+ v* q/ q1 e% c7 q 整改办法:将C2加大到0.22uf,再次测试图像如下:2 n2 R5 R: t' m
- o0 ^! r8 f& `& m! n! o
; m/ D1 ~3 t: p/ p6 R, p* W
结果:手动读点,余量7.19db,验证N线后,无压力通过。: H; \2 X9 a% K1 ]" s. j, w
辐射测试:! ~: J3 @9 Q$ t" o8 r
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;
- [. z- B$ L/ X Z 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。4 s g: ?0 m( E. ^
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;" S5 t8 C' e4 v
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;
2 u9 g7 B) }( \8 V: U( s 结果:情况无改善;
. d: [9 Q$ V0 _5 J: I. h: n 4、整改方案:基于第三步,在MOS管Q2的D、S极并接60pf电容;
5 p2 F: _2 F! ?" g3 C/ W- i5 J+ V 结果:情况无改善;$ Y, h9 {0 s c3 I
图像如下:$ B2 ^. z* z( r1 \5 L* N, ~8 z
![]()
% l" h9 V1 X; U6 V$ A( C
- L+ K* z( Z! @ 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:
w7 [3 s. L7 n3 K: f# J: r, X ' N h! q& d7 [
- T8 e0 C' b* c5 p4 K; f
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:3 Z$ _6 P* f. T$ Z9 C8 I
2 G Q- O+ j/ h, f" {6 }- r
" U1 ^* w( _# D) L8 z. Z 重新布局、Layout后:
! Y) ^- s- p0 _5 N ![]()
$ }% `. T! i% g; G) o
: [1 Q: H: `- G) m 结果:
8 u, x# M5 X2 p, ]) g' y- G" r' z) n 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:5 j) n2 Q1 e# J; a
120V 水平、垂直测试图像![]()
) j4 _& x2 q: E6 a6 `& i$ d( N& F! ~ _6 e4 i
277V 60HZ 水平、垂直测试图像:![]()
) W& }; m* _% X: C
& d* I/ [/ b- e- y3 ~/ P 验证传导数据:2 u' q6 J6 P3 j$ n. i2 M/ n
120V 60HZ L、N线:![]()
1 g- b! y) \. \! I$ v: T4 @" ?6 J
Z1 z) Q: O/ v5 [' T 277V 60HZ L、N线: / S! @) ~% k! W* y$ d+ _
- q$ r# k& H& ^; Z7 B7 H7 Q+ j
结果:测试通过!& `& \* Q# Y$ h2 p; A- P8 c
" C Z# C* f, X: v+ K- h+ a. k0 r/ i# Y% E; h
+ j7 A! s$ ^3 V! Z) e
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