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開關(guān)電源電磁兼容案例分析
? 開關(guān)電源產(chǎn)品的輻射發(fā)射案例分析開關(guān)電源類的EMI輻射發(fā)射問題常常發(fā)生在30MHz~200MHz頻段內(nèi)。通過增加開關(guān)管的驅(qū)動上升和下降時間可將fR(第二個轉(zhuǎn)折點)位置向低頻方向移動,而更高頻率信號的強度將以40dB/十倍頻的速度快速降低,從而改善其輻射狀況。在實際應(yīng)用中,優(yōu)化驅(qū)動電阻需要找到EMI設(shè)計與熱設(shè)計的平衡。超結(jié)器件本身的開關(guān)速度比較快,但它帶來的好處是較低的開關(guān)損耗可以得到較高的效率。在設(shè)計應(yīng)用時需要達到一個性價比的平衡。分析器件參數(shù)的影響效應(yīng)可以達到大的性價比的設(shè)計!思考與總結(jié):在本案例中,通過實驗驗證在開關(guān)器件STF9N65M2的DS并聯(lián)電容和在器件GD之間并聯(lián)電容后都可以顯著減緩VDS的下降沿du/dt。最后通過平衡效率和器件成本方面,在器件STF9N65M2的GD之間并聯(lián)10pF電容后,改善VDS的上升沿/下降沿,取得一個最佳的平衡點。還有其它解決措施嗎?(對噪聲源的措施)注意:在開關(guān)器件GD之間增加電容時,一定要在器件管腳之間就近安放設(shè)計?;蛘哌x擇GD之間Crss容值稍大的開關(guān)MOSFET器件。但過大的Crss(米勒電容)容易造成器件的瞬態(tài)過電壓,造成較高的驅(qū)動電壓尖峰。如果是在橋式電路中就會容易導(dǎo)致橋臂的直通。因此在開關(guān)器件GD之間增加電容的設(shè)計方法需要慎重。
? 當對開關(guān)電源系統(tǒng)進行EMC分析和設(shè)計時,再對以下5個方面的問題進行總結(jié)1. 干擾頻率:問題涉及的頻率范圍?開關(guān)電源 (EMI) 輻射發(fā)射頻率-200MHz; 開關(guān)管的輻射頻率-100MHz; 近場耦合到 傳導(dǎo)發(fā)射-3MHz2. 信號幅度:電磁干擾源能量水平和強度如何?所引起的干擾有多大?開關(guān)電源(EMI) 問題 開關(guān)器件的動點電壓,寄生振蕩電壓幅度及頻率范圍3. 時域特性:問題是連續(xù)發(fā)生的(周期信號),還是只在一定的工作周期中發(fā)生?開關(guān)電源(EMI) 問題 在頻域得到 連續(xù)性頻譜,高頻振蕩等效為偶極子天線4. 回路阻抗:干擾源的接收單元以及兩者之間的傳輸路徑的阻抗是多少?接地設(shè)計要保證地電位穩(wěn)定,降低地阻抗帶來的地壓降,消除干擾現(xiàn)象5. 導(dǎo)體尺寸:發(fā)射干擾的器件或設(shè)備的物理尺寸大小?電路中導(dǎo)體的長度大于信號波長的λ/20時,導(dǎo)體的分布參數(shù)路徑是分析的關(guān)鍵射頻電流會產(chǎn)生電磁場并經(jīng)機殼的孔縫進入封閉體,孔縫的尺寸等于波長的顯著主部或“上升時間”決定的主部尺寸。PCB上的走線長度直接與射頻電流傳輸路徑有關(guān)。