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从具体例子中分析大功率开关直流电源EMI测试不过关该如何整改?

下面是一个大功率开关直流电源传导、辐射处理案例,通过整改调整Layout布线设计,最后通过测试,给电源设计工程师参考。

这是一款输入宽电压120-277V  60Hz,输出48V,273mA的电源,使用美芯晟MT7933,采用Buck拓扑结构。 

从具体例子中分析大功率开关直流电源EMI测试不过关该如何整改?

注:在最初的设计中,预留电感L1、L2,CBB电容C1、C2作为传导测试元件,预留磁珠FB1、陶瓷贴片电容C9、贴片电阻R14、R15作为辐射测试元件;


传导测试:

1、短接L2,L1=4.7mH,C1=0.1uf,C2=0.1uf,

120V电压输入,L线传导图像:

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277V电压输入,L线传导图像:

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结果:输入277V,将近150K的频率读点后余量少于3db

整改办法:将C2加大到0.22uf,再次测试图像如下:

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结果:手动读点,余量7.19db,验证N线后,无压力通过。


辐射测试:

1、在不加磁珠FB1、不加环路电容、变压器不包铜皮的情况下,辐射数据严重超标;

2、整改方案:将如下整改位置加强,即:增加磁珠FB1(100M 60ohm),环路电容C9=1nf。

结果:水平测试,余量逼近限度线;垂直测试,31MHz、41MHz、53MHz处辐射数据超标5-10db;

3、整改方案:基于第二步,将变压器使用铜皮进行外部线圈包裹,同时将C9增加至2.2nf;

结果:情况无改善;

4、整改方案:基于第三步,在MOS管Q2的D、S极并接60pf电容;

结果:情况无改善;

图像如下: 

从具体例子中分析大功率开关直流电源EMI测试不过关该如何整改?

5、整改方案:重点关注高频开关点(如下红色圈处),调整Layout布线设计:

从具体例子中分析大功率开关直流电源EMI测试不过关该如何整改?

原有布线方案中,留意高频开关部分(打“X”的黑线),发现高频走线过长,环路面积太大:

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重新布局、Layout后:

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 结果:

在变压器不加铜皮、环路电容C9=2.2nf、磁珠FB1(100MHz 60ohm)的设计参数:

120V 水平、垂直测试图像

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277V 60Hz 水平、垂直测试图像:

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验证传导数据:

120V 60Hz  L、N线:

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277V  60Hz L、N线:

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结果:测试通过! 

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