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开关电源EMI辐射问题的时域波形理论分析
2018-12-25     来源:电子物联网战略与电磁兼容    浏览:169    评论:0        
导读:EMC在电子产品已经成为可靠性的重要组成部分,将越来越被重视。特别对于我们的工业&消费类产品要求满足其相应的认证和出口要求,对应的国家政策也在不断完善,同时国际贸易的深化发展,EMC技术成为电子产品必过的硬性指标。

EMC在电子产品已经成为可靠性的重要组成部分,将越来越被重视。特别对于我们的工业&消费类产品要求满足其相应的认证和出口要求,对应的国家政策也在不断完善,同时国际贸易的深化发展,EMC技术成为电子产品必过的硬性指标。随着电子产品的供电系统都开始大量运用高频开关电源并且也越来越高端化,因此对电源环境的要求就越来越高,EMC将是越来越重要。

电子产品EMI辐射的问题,大多数的设计者们都没办法入门槛。比如我们的电子产品经常会出现低频30MHz-50MHz 特别是30MHz左右的EMI辐射问题。

我的分析是基于我近20年的开关电源产品设计和开发进行总结;如果不是有这么多年的开关电源设计经验和对EMI(电磁场的理论)的功底,一般还没有人细致去研究;如果30MHZ左右对大多数的设计来说有很高几率出现那这个30MHZ的频率一定是由器件寄生参数及回路的谐振而产生;亦即:f=1/(SQRT(2ЛLC)),如果是谐波分量F=1/(ЛTr)的机制出现几率就会不被关注了!我的文章有进行参数的计算和MOS管具体参数的分析;前面的文章EMI是对频域的分析;如果将频域和时域进行结合起来那么对开关电源系统和EMI的正向设计变得简单。

我以开关电源系统-FLY为例先了解开关电源的基本知识:

开关电源-FLY原理方案设计如下:

开关电源系统主要器件为:开关MOS管,开关变压器,输出整流二极管;同时这三个器件也是EMI的产生的骚扰源头;开关电源-FLY其变压器的架构都会设计有气隙的磁芯变压器,当主开关器件MOSFET导通时,能量以磁通形式存储在变压器中,并在MOSFET关断时传输到输出端。由于变压器需要在MOSFET导通期间存储能量,磁芯都要有气隙(大部分能量在气隙中),基于这种特殊的功率转换过程,所以FLY反激式变换器可以设计转换传输的功率有一定的限制,但很适用低成本中低功率应用的电子产品&设备的供电系统的应用。

 

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