开关电源中EMI分析以与抑制技术

开关电源中EMI分析以与抑制技术第一页，共41页。内容电磁兼容的简介开关电源中的电磁干扰分析电磁干扰的抑制技术第二页，共41页。Part1电磁兼容的简介3第三页，共41页。电磁兼容电磁兼容EMC电磁干扰EMI电磁抗干扰EMS传导发射CE辐射发射RE传导抗干扰CS辐射抗干扰RS第四页，共41页。电磁环境第五页，共41页。干扰导致设备系统性能下降、无法工作甚至损坏电网保护装置误动作，导致电网事故通信故障、中断，影响飞机导航危及人身安全电磁干扰的危害第六页，共41页。电子设备损坏的原因，电磁干扰的危害电磁干扰的危害不容小觑第七页，共41页。

CISPR14/EN55014家电，电动工具

CISPR15/EN55015照明产品CISPR22/EN55022开关电源

电磁干扰测试标准EN55022电磁干扰的标准第八页，共41页。Part2开关电源中的EMI分析第九页，共41页。干扰源耦合路径敏感设备接受机开关电源LISN耦合路径电磁兼容的三要素第十页，共41页。Current,IswVoltage,Vsw------MOS开通关断tt干扰源第十一页，共41页。Turn-onTurn-offttCurrent,IswVoltage,Vsw------PowerDiode干扰源第十二页，共41页。------变压器，电感中的du/dt变化干扰源第十三页，共41页。LISN-线路阻抗稳定性网络滤除电力线中的干扰阻止开关电源中的干扰进入到电力线在150k-30MHz频率范围内能够提供稳定的50ohm电网差模噪声共模噪声第十四页，共41页。VPCPSLISNZ21CPSVP------反激耦合路径1共模耦合路径15第十五页，共41页。VD1CSPLISNZ21CSPVD1------反激耦合路径2共模耦合路径16第十六页，共41页。VD2CPS2LISNZ21CPS2VD2------反激耦合路径3共模耦合路径17第十七页，共41页。D1D2D3D4CBSLISNACIS------反激差模耦合路径ISCEqu.LISN2ZEquivalentNoiseModel差模耦合路径18第十八页，共41页。Part3传导EMI抑制技术19第十九页，共41页。开关电源LISN耦合路径抑制干扰源

切断耦合路径如何抑制EMI第二十页，共41页。抑制干扰源FFT占空比，开关频率，以及tr、tf的影响------FFTsfDutyπ1×fA(f)rtπ1×DutyIncreasefsIncreasesfDutyπ1×fA(f)rtπ1×Tr/TfIncreasetr=tf----f傅里叶分析

减小开关频率

减小du/dt第二十一页，共41页。抑制干扰源增大驱动电阻增加snubber电路EMI效率平衡第二十二页，共41页。不抖频抖频抑制干扰源FFT第二十三页，共41页。MPS工业抖频电源芯片抑制干扰源MPS料号HFC0310HF900HFC0500集成MOS控制器900V控制器功率<=80W8W<=80WX电容放电NoNoYes抖频±3.5%±4%±6.7%高压启动NoYesYes降频

YESYESYES短路保护YESYESYES过压保护YES(Latch)YESYES输入欠压保护HysteresisHysteresisTimerBased斜坡补偿YESYESYES第二十四页，共41页。抑制干扰源HFC0500抖频控制电路2.72uA14pF第二十五页，共41页。抑制差模噪声D1D2D3D4CBSLISNACSISCEqu.LISN2ZISCEqu.LISN2Z增大电容或者增加LC滤波器第二十六页，共41页。1.散热器接原边地-切断散热器的耦合路径VP抑制共模噪声第二十七页，共41页。CSPVD1CspCpsZcmVD1VP+-+

输出电压比较低且原边没有屏蔽时，Vp是主要共模干扰源

输出电压比较高且原边有屏蔽时，需要考虑VD1的共模干扰抑制共模噪声2.优化变压器的共模噪声CPSVP第二十八页，共41页。变压器的共模噪声以及抑制BADCC-DA-BBA差C-DA-BBA好B-XC-DX-ABAxx最差2.优化变压器的共模噪声a.改变变压器的端子来减小Cps

第二十九页，共41页。变压器的共模噪声以及抑制2.优化变压器的共模噪声b.采用屏蔽较小Cps304-X5-6X-3BAxxBADCipsispCSPCpsIpsVPCPSLISNZ21第三十页，共41页。变压器的共模噪声以及抑制2.优化变压器的共模噪声c.平衡和干扰对消法-131BADC4-X5-6X-3BAxxipsispips=isp，icm=0θdCorePri.windingSec.windingShieldingCSPCpsCspipsispIps<isp，加屏蔽后：θ=0第三十一页，共41页。0.1511030MHzdBμV10090807060504030201000.1511030MHzdBμV1009080706050403020100TwotraditionalShieldingOptimizedShieldinglength低频共模噪声不需要任何滤波器就可以大大降低变压器的共模噪声以及抑制2.优化变压器的共模噪声c.平衡和干扰对消法-1第三十二页，共41页。BADCipsispCa

增加Ca,

ips=isp，icm=0.2.优化变压器的共模噪声c.平衡和干扰对消法-2VP>VDVP*Cps=VD*(Csp+Ca)VPVDicm1icm2CpsCspZcmVPVD+-+-CaCSP变压器的共模噪声以及抑制33第三十三页，共41页。WithoutCaddWithCadd2.优化变压器的共模噪声c.平衡和干扰对消法-2变压器的共模噪声以及抑制34第三十四页，共41页。2.优化变压器的共模噪声c.平衡和干扰对消法-3变压器的共模噪声以及抑制35第三十五页，共41页。PCB布局对噪声的影响

输入