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嘉峪檢測網 2022-01-14 21:29
電源網絡的EMI性能在噪聲敏感型系統中至關重要,例如汽車電路,尤其是涉及開關模式電源(SMPS)的情況下。工程師可能需要花費大量時間來減少傳導 (CE)和電磁輻射騷擾(RE)。特別是,在測量CE時,FM頻段(76 MHz至~108 MHz)可能是最難達到要求并通過測試的區域。
一FM頻段中的CE噪聲為何難以消除?
低頻(AM頻段)CE中的噪聲主要為差模(DM)噪聲。高頻(FM頻段)CE中的噪聲主要為共模(CM)噪聲。 共模噪聲電流由PCB上電壓變化的節點產生。電流通過雜散電容泄漏至參考地,然后返回正負輸入電纜(參見圖1)。因為PCB周圍的雜散電容非常復雜,所以無法仿真雜散電容和預估FM頻段的傳導EMI。
圖1 傳導輻射、共模噪聲電流路徑
在實際測試中,改變開關頻率、開關壓擺率、開關節點布局、熱回路布局、電感,甚至是輸入電纜和負載的位置都可以有效降低FM頻段的EMI,但每種方法的功效因電路板而異。
二案例
產品:汽車導航
測試項目: CE電流法
根據CISPR 25 EMI設置,采用電流探頭法來測量CE,如圖2所示。電流CE方法不是測量LISN的電壓輸出,而是利用高帶寬電流探頭來測量通過電源線或線束傳送的共模噪聲信號每次掃描時采集CE的峰值和平均數據,并與標準限值進行比較。
共模濾波器抑制EM頻段的EMI噪聲
共模噪聲電流是在開關過程中產生的,通過雜散電容泄漏到參考地,然后通過同一方向的輸入電源和回路返回。通過使用共模濾波器提高回路中的共模阻抗,可以抑制多余的共模噪聲。
圖4顯示了電流法CE結果,對不安裝共模濾波器的初始電路和將共模濾波器(型號:TLDCM7035-2-501TF)安裝在車載導航電源電路進行比較。FM頻段CE(76 MHz至~108 MHz)降低了10 dBµA以上。
圖4 電流法CE測試結果對比
三該方案在車載中的實際案例
圖5 大電流共模電感實際應用圖示
共模電感下的地層敷銅需要注意:
(1)地層和電源層不能隨便鋪設;
(2)濾波電路的輸入、輸出之間一定要有良好的隔離,才能最大限度地發揮共模電感的濾波作用。
四總結
電源的EMI性能主要取決于電源IC的性能,但即使是高性能IC,也只能通過選擇合適的組件和有效的PCB布局來實現低EMI。在正負輸入電纜上安裝共模電感會增大共模噪聲電流回路中的阻抗,來達到抑制共模噪聲的效果。
來源:韜略科技EMC