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传导骚扰超标的几种常用整改方法

   2016-05-10 环境适应性和可靠性郭远东331964

2、一些典型案例的处理方法

案例一:上面图2给出的开关电源,实际的传导测试曲线如图4所示。


图4 测试不合格曲线图(1)

整改方法:

(1) 将X电容(C1)加大到0.47μF(2) 将共模电感L2的电感量加大到16mH

重测,该开关电源传导测试通过。对于开关电路引起的传导测试超标,一个较为直接的整改思路是加强电源输入端口的滤波。X电容用来消除差模干扰;共模电感主要用来消除共模干扰,同时对减小差模干扰也有一定的帮助。


图5  测试不合格曲线图(2)

案例二:某开关电源传导测试曲线如图5所示。

发现该开关电源使用了不带屏蔽层的变压器,选用带屏蔽层的变压器,将屏蔽层接至变压器的初级地,重测合格。

分析:结合图3的开关电源骚扰传递示意图,可以看出,由于初级线圈和次级线圈间存在耦合电容,开关电源变压器初级的共模噪声可以向次级传递,这是开关电源产品EMI问题的一个主要原因。为截断这种骚扰传递的路径,一种行之有效的方法是:在绕制变压器时,在初级与次级之间加上屏蔽层,并接至初级地。屏蔽层的电位为零,骚扰传递到屏蔽层时,又被引回到初级。这种做法有点类似于“静电屏蔽”。

案例三:某高频无极灯(工作频率2.56MHz)的传导测试曲线如图6所示。


 图6 测试不合格曲线图(3)

整改方法:

(1) 调整输入电路中EMI滤波器件的参数,同时选用四槽的共模扼流圈(高频特性好)

(2) 无极灯灯管的金属底座与高频发生器的接地点相连(3) 切断电源接地点——高频发生器外壳接地点A——高频发生器金属外壳——高频发生器外壳接地点B——电源接地点这个大的环路

(4) 在电源输入线上加套磁环

分析:对于样机内部高频信号产生的干扰,首先需要合理

选用组成电源输入端滤波电路的元件。本案例中选用的四槽共模扼流圈,由于其匝间分布电容比普通的两槽线圈要小得多,所以其高频特性也相对较好。其次,处理这种高频信号及其谐波造成的测试超标,还要仔细观察分布参数。可采取短路或者静电屏蔽的方法处理电路中的分布电容;采取改变接地点的方法减小或者消除由接地点不同造成的地阻抗,地阻抗常常是造成共模干扰的主要原因之一。

如果采取了滤波、接地等措施,样机仍然无法满足测试要求,且此时超标频点频率较高时,我们可以断定样机内部存在一个环路。本案例中,如前所述的样机内部的环路会接收一定量的磁通,当该环路中的磁通量发生变化时,环路中将感应出电流,而且对于特定大小的环路,环路接收天线将在特定的频率上产生谐振。本案例中的环路为地环路,当地环路中含有了感应出的骚扰电流后,必然会导致EMI测量接收机检测出更大的骚扰。

除上述措施之外,对于类似本案例中的高频干扰,加铁氧体元件也是一种有效的办法。

案例四:某空气加湿器传导测试不通过,采取滤波措施后,发现2MHz~3MHz中间有一频点仍旧超标,但其他频段测试裕量很大。仔细分析样机内各功能模块,发现样机内有一个超声波发生器,其工作频率刚好为超标的频点频率。

采取的整改方法有:(1) 电源输入端口加强滤波。

(2) 将超声波发生器所在的电路板的输入输出排线剪短,并且在两组DC输入线上加装电解电容与瓷片电容,和电感组成LC滤波。
重测的传导测试曲线如图7。


图7 整改后传导测试合格的曲线

分析:样机内各模块之间的互联排线如果过长,会在高频时显示高阻抗。共模干扰电流由干扰源流出,流经互联排线时会形成共模电压,这个电压再驱动排线往空间辐射高强度的干扰。电源输入线接收到该干扰信号,然后传输到LISN,从而被接收机捕获。

对于这种原因造成的传导测试超标,我们可以将样机内部的互联排线变短,同时在互联排线的直流电源和地之间增加LC滤波电路。试验证明,这种方法可以有效的减小共模电流,降低干扰发射幅度,从而保证了测试合格。

3、小结

综上所述,我们讨论了几种针对不同类型产品的传导测试整改方法。归纳如下:

3.1 加强电源输入端口的滤波。当采用的滤波元件参数不满足要求时,选用大电容、大电感的组合,或者将一级滤波电路改为二级滤波电路。

3.2 当产品采用开关电源时,建议选用带有屏蔽层的变压器,可以很好的起到隔断开关电源噪声传递路径的作用,从而使产品满足传导测试要求。

3.3 对于传导测试超标发生在较高频段的情况(通常为10MHz~30MHz),要注意分析产品内部的高频信号,以及这些信号是通过何种方式,影响了电源端的传导测试结果。在掌握了骚扰传递的方式、路径之后,问题就会变的简单许多。

参考文献:

[1] 郑军奇. EMC(电磁兼容)设计与测试案例分析 [M]. 2006年  北京: 电子工业出版社, 起止页码:P58~61

[2] 王颍凯  郭远东  高频无极灯电源端子骚扰电压整改实例  安全与电磁兼容  2008年  第5期  起止页码:P65~66

作者简介:郭远东 中国赛宝实验室

 
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