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《开关电源高频电磁波干扰概论》解析(三)

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cmg
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  • 2008-11-25 21:09:22

《开关电源高频电磁波干扰概论》解析(一)
http://www.21dianyuan.com/bbs/1774.html
《开关电源高频电磁波干扰概论》解析(二)
http://www.21dianyuan.com/bbs/2185.html
《开关电源高频电磁波干扰概论》解析(四)
http://www.21dianyuan.com/bbs/2574.html
《开关电源高频电磁波干扰概论》解析(五)
http://www.21dianyuan.com/bbs/8555.html
vip-power
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  • 2008-11-26 03:33:23
 

~~~~~~~~~~~~~~~~~
scbelieve
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本网技师
  • 2010-7-11 20:53:45
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大师,我很喜欢,继续吧
coyote
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  • 2008-11-26 14:56:15
 
大师,我很喜欢,继续吧
jacki
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  • 2008-11-26 16:13:50
 
支持CMG
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  • 2008-11-27 09:07:32
 
楼主,请继续.
cmg
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  • 2008-11-27 15:24:11
 


开关纹波电流的影响,开关电流会在其左边的电路部分的输入阻抗上形成电压,当然会有电流流过LISN的检测电阻,从而被测到EMI电流,由于是在两根线间流动的,所以是差模电流。这种电路的计算是很复杂的,还好有仿真电路,仿真一下很简单。不过我认为在实际应用中,仿真都不必做,我们只要理解其原理,知道怎么克服就可以了。
cmg
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  • 2008-11-27 15:35:39
 

典型EMI差模滤波电路的参数和结果:右边蓝色的线为模拟的噪音结果,可以看到初始值很高。



理想C1没有ESR,ESL,从右边看到蓝色的线非常低,说明C1的ESR,ESL是主要产生干扰的源头,20多DB的起始值是电流在2pifc
上形成的电压造成的。

C2由于值很小,对低频段EMI的影响几乎可以忽略。
后面还有几个图,为节约时间和空间不上传,从图上可以得到的信息是由于C1的阻抗比起C2和L来说很低,所以干扰的源头就是开关电流在C1的ESL和ESR上形成的电压。后面不同的图只是为了证明这一点。
cmg
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  • 2008-11-27 15:39:55
 

这一部分的总结:真实电路和理想电路是不同的,各种元件都有其等效的其他参数。大电解的ESR贡献了差模噪音的低频部分,ESL贡献了差模噪音的高频部分。结果很明显,高频电解的ESR,ESL比较低,有利于降低差模噪音!
zhucel
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  • 2008-11-28 08:52:37
 
真是好帖子.必须跟
zhjjer
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  • 2008-12-3 10:24:48
 
huanghekan
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  • 2008-11-28 13:46:22
 
不错/顶/
cmg
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  • 2008-11-29 19:30:14
 
如果一级滤波结果不好,自然想到两阶段滤波。



在实际的设计中,并不需要单独增加一个电感,可以利用共模(功率大的电源一般都要用)的漏感来做差模电感,这样只需要增加一个X电容就可以了。
不同的共模漏感是不一样的,如果用ET型的磁心,4槽骨架的比2槽的要大,漏感可以通过短路一组引线来测量。
cmg
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  • 2008-11-29 19:39:39
 


第一个图是两阶段差模滤波考虑元件寄生参数的真实等效电路,第二个图是模拟的结果。可以看到两阶段滤波对干扰的衰减更厉害。原因是两阶段时干扰信号经过了两级LC,是80dB/10倍频程的衰减。
cmg
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  • 2008-11-29 19:45:48
 

单独把这一页列出来,因为它告诉了我们一个很重要的技巧。
当把开关电源的频率设定到150KHz时,在150K的衰减时8dB;但是如果把开关频率设定到130K,则开关频率的干扰不需要测量,需要关注的是开关频率的二倍频,即260K,此时的衰减是很大的,从图上看到有30dB的裕量。
libing
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副总工程师
  • 2008-11-30 17:01:10
 
太牛B了,多谢老师啊 看你的帖子做呢的学了不少东西!!
顶起!
coocKK
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  • 2010-3-17 16:08:13
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好帖子 学习
greendot
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  • 2008-12-1 13:00:59
 
如果作者仿真时包括整流桥堆,EMI曲线应该不一样了,不过不影响他要说明的概念。
2 stage filter 的图,100uF 和0.47uF电容的位置是否应该互换,这时仿真的结果会一样吗?
cmg
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  • 2008-12-1 19:22:19
 
这说明你好没有好好的完整的读我放上的那个资料,你要问的里面全部有答案。
斜阳古道
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  • 2008-12-1 21:32:31
 
呵呵,我顶,不发言
greendot
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LV10
总工程师
  • 2008-12-1 22:00:33
 
呵呵,为什么不发表意见啊。
1。DM noise 只在桥堆导通时才流过LISN。
2。两电容互换后,结果是否一样?可能相差不大,但一般好像都把Bulk Cap 放在最后。
cmg
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  • 2008-12-2 17:20:03
 
如果两个电容(至少C2)是理想的,换了之后效果差别很大,如果不是理想的,效果差不多。
理想的效果大的原因是LC形成一个二阶网络,来衰减差模电流,LC越大时其谐振频率越低,当然衰减效果更好。


另外整流二极管的问题以后会有论述。
dianyuan21
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高级工程师
  • 2008-12-3 23:52:44
 
请教cmg大师:
最近有一款30W/12V的笔记本充电器,采用反激式,跳频,断续工作模式,最高频率差不多64K。在165K-170K的EMI很高,QP不到5个dB的余量,到后面1M这段基本上成线性减小,小到有十个dB的余量,再往后5.5M左右时又是一个很高的波峰,其它地方都还好。但老化十几分钟后前面那个QP不到5个dB的也有差不多8个了。
学生不才,能不能指点下是怎么回事,先谢谢了!
转换部分电路如下图:
cmg
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  • 2008-12-4 11:24:30
 
前面的部分170KHz左右是开关频率的3倍频(你的开关频率测量的不一定那么准),工作后幅值减少说明主要是差模干扰造成的,因为工作一段时间后高压电解的ESR减小。5MHz左右是初级吸收电路的振荡频率,你可以测量一下漏极的波形。
加大C101可以解决第一个点,加大共模电感可以同时解决这两个点。Y电容适当加大也对第二个点有帮助。如果把嵌位二极管改为1N4007,第二个点就应该没有了,但这会降低效率。
dianyuan21
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高级工程师
  • 2008-12-4 23:15:10
 
非常感谢cmg大师的回复,谢谢了!
1,加大C101是可以降低一些,但成本要增加几毛钱,我们已经是用的是0.33uFX-cap,成本已是5毛钱了,再加大的话就更贵了,而且效果也不是太明显了,不过加大辐射要好的多了。
2温度升高电解的ESR值减小,学生也试过在变压器两脚又并一个47U的电解,效果也不是太明显,可能是太小了吧,明天再加大容值或者换个ESR小的试试 ,但也受成本限制。不过当时在这里加一个47U电容本意是以为输入大电容到变压器之间走线的分布电感造成的,第一次加了小的瓷片,觉得没什么用,就干脆加了个大个儿,呵呵,对EMI,哎!真是没办法!!!有点盲目了。
3工作后幅值减少说明主要是差模干扰造成的那加个差模电感试试,这个成本应该会低一点吧,
4,那个钳们二极管已经是1N4007了,而且是从里面挑选出来的性能相对较好的。加大Y-cap,漏电流又大了,但辐射也会好很多,呵呵,明天也先试试看。
5,共模电感加大对180K以后的影响很大,170K时变化很小,这个试过,现在已经是17mH了,明天再加大试试。。
65MHz左右是初级吸收电路的振荡频率,你可以测量一下漏极的波形。这一点的波形经常测的,是有一点振荡,不过学生是看不出来哪里异常,呵呵,

前面的部分170KHz左右是开关频率的3倍频5MHz左右是初级吸收电路的振荡频率对这两句话很感兴趣,能不能再说的详细一点啊!!
cmg
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  • 2008-12-5 17:22:18
 
1)EMI的低频端高的各个峰头基本上是开关频率的倍频,如1倍频,2倍频,3倍频,4,5,。。。等。
2)MOS关断后从漏极波形上看有一个振荡,这个振荡是漏感和分布电容造成的,这个振荡的频率一般在4-10MHz的范围,振荡会引起共模干扰。
1988zy
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  • 2008-12-5 22:28:10
 
顶cmg!
dianyuan21
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高级工程师
  • 2008-12-5 23:03:52
 
谢谢cmg大师,看了这个贴子,对这方面有了一定的认识。
不过EMI还是要不断的去实验,才能很好的解决,呵呵 !!
dianyuan21
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高级工程师
  • 2008-12-5 23:15:25
 

希望这个贴子能继续!!
简单有效
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  • 2008-12-6 17:08:11
 
感谢,学习中,不过我已经不做实际的工程了,借鉴写资料做个教程,谢谢!
W119
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高级工程师
  • 2008-12-12 11:25:45
 
楼上的说的是实话哈哈
cmg
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  • 2008-12-7 09:39:53
 
输入整流管的影响


整流管导通时,差模电流几乎无阻挡通过,整流管不导通时,按图上没有差模电流,但实际上整流管有电容存在,还是有一点点电流的,不过影响很小,可以忽略。
根据这个图我们也不难理解,在测量EMI时,低压时的EMI通常比高压时在低频段(差模为主)大一些。因为低压时整流管的导通时间长,当然导通时间长的原因是低压时的电流大。电流大也是造成EMI大的重要原因,这两者的共同作用造成了低压时的EMI大。
cmg
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  • 2008-12-7 10:02:07
 

全导通和非全导通时的EMI差异。全导通是通过用直流电源给LISN供电来模拟的。从上面的描述可以看到,峰值和准峰值是没有变化的(由开关电流的峰值决定,两种情况此电流峰值没有变化),
但平均值明显用整流桥的要低很多。


一个描述前半周,一个描述后半周。这个非常容易理解。
ZB3674204
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禁止发言
  • 2008-12-15 14:46:14
 
虽然经济不太好,请请大家都来充电,向Cmg学习,
请继续开讲. 谢谢.
我爱电源
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  • 2008-12-7 12:17:35
 
感谢CMG 先顶你 再认真学习
yita1
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  • 2008-12-8 10:52:45
 
真是好帖!
libing
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  • 2008-12-10 14:41:22
 
真的很不错,留下记号 慢慢学。希望楼主能够继续啊 多谢了
cmg
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  • 2008-12-16 11:31:52
 
为避免网速慢打开时间过长,重开一帖:
《开关电源高频电磁波干扰概论》解析(四)
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comandos
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讲的真好,收藏。
xuguoping
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  • 2008-12-17 10:13:24
 
二个字“经典”!
lansunhsu
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顶!
139560433
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  • 2009-3-2 14:55:41
 
谢谢cmg同志!
看你的帖子真是学习了
feng36xj
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  • 2009-4-6 08:50:52
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好帖,收藏!
aliang
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本网技工
  • 2009-8-3 00:12:21
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好帖,谢谢!
招兵买马
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好贴 顶!~
沒時間扯蛋
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本网技师
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哇 頂了 頂了
wsh5106
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经典,又学习了
scbelieve
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本网技师
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cmg大师用什么仿真的啊 ?
lz20060508
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