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有圖有真相!巧用EMC技巧設(shè)計(jì)PSR電源 !

發(fā)布時(shí)間:2013-12-25 責(zé)任編輯:mikeliu

【導(dǎo)讀】身為工程師,是否平時(shí)都很煩EMC呢?因?yàn)镋MC總是很多不行,這也不對,那也不好,總是挑事。但是呢,EMC還是很可愛的啦,通過EMC技巧來設(shè)計(jì)PSR電源,輕松又愉快!

EMC對地線走線畢竟有講究,針對PSR的初級地線,可以分為4個(gè)地線,如下圖中所標(biāo)示的三角地符號。這4個(gè)地線需采用“一點(diǎn)接地”的布局。

1.C8的地線為電源輸入地。

2.R5的地為功率地。

3.C2的地為小信號地。

4.變壓器PIN3的地為屏蔽地。

有圖有真相!巧用EMC技巧設(shè)計(jì)PSR電源 !

這4個(gè)地的交接點(diǎn)為C8的負(fù)端,即:輸入電壓經(jīng)整流橋后過C1到C8地,R5和變壓器PIN3的地分別采用單獨(dú)連線直接引致C8負(fù)端相連,連線盡量短;R5地線因考慮到壓降和干擾應(yīng)盡量寬些。
C5,R10,U1PIN7和PIN8地線匯集致C2負(fù)端再連接于C8負(fù)端。

若為雙面板,以上4條地線盡量不要采用過孔連接,不得以可以采用多個(gè)過孔陣列以減小過孔壓降。

以上地線布局恰當(dāng),產(chǎn)品的共模干擾會很小。

因PSR線路負(fù)載時(shí)工作在PFM狀態(tài)下的DCM模式,DI/DT的增大和頻率的提升,所以較難處理的是傳導(dǎo)150K~5M差模干擾。

就依圖從左到右針對有影響EMC的元件進(jìn)行逐個(gè)分析。

1.保險(xiǎn)絲

將保險(xiǎn)絲換用保險(xiǎn)電阻理論上來講對產(chǎn)品效率是有負(fù)面影響的,但實(shí)際表現(xiàn)并不明顯,所以保險(xiǎn)絲可以采用10/1W的保險(xiǎn)電阻來降低150K附近的差模干擾,對通過5級能耗并無太大影響,且成本也有所降低。

2.C1,L2,C8

PSR工作在DCM模式,相對而言其輸入峰值電流會大很多,所以輸入濾波很重要

峰值電流的增大會導(dǎo)致低壓輸入時(shí)母線電壓較低,且C8的溫升也會增加;為了提高母線電壓和降低C8的溫升,需提高C1的容量和使用LOWESR的C1和C8。因?yàn)樘岣逤1的容量后,C1和C8的工作電壓會上升,在輸出功率不變的情況下,輸入的峰值電流就會降低。因L2的作用,實(shí)際表現(xiàn)為增加C1的容量比增加C8的容量抑制EMC會更有效。

一般取C1為6.8uF,C8為4.7uF效果較好,若受空間限制,采用8.2u與3.3u也比采用2個(gè)2.7u的EMC抑制效果好。L2一般從成本考慮采用色環(huán)電感,因色環(huán)電感的功率有限,電感量太大會嚴(yán)重影響效率,一般取330u~2mH,2mH是效率影響開始變得明顯,330u對差模干擾的作用不夠分量,為了使效率影響最低且對差模干擾抑制較佳,建議采用1mH。

因?yàn)?ldquo;一點(diǎn)接地”的布局匯集點(diǎn)在C8的負(fù)端,在C8負(fù)端輸入電流的方向是經(jīng)過C1和BD1流回輸入端,根據(jù)傳導(dǎo)測試的原理,這樣產(chǎn)生消極影響,所以需在 C1與C8的地線上作處理,有空間的可以再中間增加磁珠跳線,空間受限可以采用PCBlayout曲線來實(shí)現(xiàn),雖然效果會弱些,但相比直線連接會改善不 少。
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3.R6,D2,R2,C4

RCD吸收對EMC的影響大家都應(yīng)該已經(jīng)了解,這里主要說下R6與D2對EMC的影響。R6的加入和D2采用恢復(fù)時(shí)間較慢的1N4007對空間輻射有一定的負(fù)作用,但對傳導(dǎo)有益。所以在整改EMC時(shí)此處的修改對空間輻射與傳導(dǎo)的取舍還得引起注意。

4.R5

R5既為電流檢測點(diǎn)也是限功率設(shè)置點(diǎn)。所以R5的取值會影響峰值電流也會影響OPP保護(hù)點(diǎn)。建議在OPP滿足的情況下盡量取大些。一般不低于2R,建議取2.2R。

5.R4,R10,D3,R3,C2

在前部分有提到VCC電壓的升高對EMC有 惡性影響。因IC內(nèi)部的檢測有采用積分電路,所以當(dāng)VCC電壓設(shè)置過高,就需要更長的積分時(shí)間,在周期不變的情況下,TON的時(shí)間就會增加,輸出功率不變 的情況下MOS的峰值電流就會增加,在RCD和D4的吸收R7,C11上的峰值都會增加,且D3,R3,C2也對VCC有下拉和吸收作用,會使輸出電壓的 過沖加劇,同時(shí)影響延時(shí)檢測的開啟時(shí)間。這一系列的變化對EMC的影響是不可忽視的。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合變壓器漏感考慮,VCC電壓在滿載事最大值不宜超過19V,所以為使空載時(shí)VCC不至于太低導(dǎo)致蕩機(jī),建議VCC電壓設(shè)計(jì)在15V,變壓器漏感最大不宜超過15%.

6.C5

C5是IC內(nèi)部延時(shí)檢測補(bǔ)償設(shè)置端。C5的取值大了會導(dǎo)致電壓檢測的周期加長,小了會導(dǎo)致電壓檢測的周期變短。檢測周期的變化會影響電壓的采樣率,也就會影響整個(gè)產(chǎn)品各處的電流紋波,對EMC也會造成一定影響,一般選取0.01~0.1uF。

7.C3,C7


前面提到C3和C7的容量取值對輸出電壓過沖的抑制作用和維持產(chǎn)品的穩(wěn)定性。但C3,C7的容量也不是越大越好,它會對EMC起消極作用。C3,C7容量的加大同樣會導(dǎo)致第5點(diǎn)講到的峰值電流加大,所以不能盲目選擇。

PSR原邊反饋控制開關(guān)電源的設(shè)計(jì)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)講解到此結(jié)束,大家一定都有所收獲,好技巧會讓我們更好的解決問題。

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