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?電源端傳導騷擾問(wèn)題分析與定位

更新時(shí)間：2024-05-16 點(diǎn)擊次數：125

01. 電源端傳導騷擾測試本質(zhì)

根據電源端傳導騷擾測試原理分析可知，其本質(zhì)是檢測流過(guò)LISN電阻上的電流大小，這個(gè)電流即包含差模電流成分，也包含共模電流成分。

02. 電源端傳導騷擾測試問(wèn)題解決思路

由電源端傳導騷擾測試的本質(zhì)可知，解決問(wèn)題的主要思路，是降低流過(guò)LISN電阻上的電流（差模電流與共模電流）。主要解決方案是在A(yíng)C輸入端增加電源濾波器抑制流過(guò)LISN電阻的電流，濾波器包含差模干擾濾波與共模干擾濾波兩種；或者從源頭上降低噪聲電流，從傳播路徑上降低噪聲耦合能量。

03. 電源端傳導騷擾定位方法

沒(méi)有定位的整改效率非常低下，有時(shí)會(huì )撞的頭破血流，還茫然無(wú)措。電源端傳導騷擾問(wèn)題的定位，應根據其測試原理，結合騷擾耦合機理進(jìn)行分析。

根據測試數據分析定位

可以依據測試數據超標頻點(diǎn)的特征進(jìn)行定位分析，超標頻點(diǎn)之間是否存在倍頻關(guān)系，超頻頻點(diǎn)是否為某個(gè)開(kāi)關(guān)電源的工作頻率及倍頻點(diǎn)；超標頻點(diǎn)是單根尖峰干擾，還是表現為寬帶噪聲干擾。

多頻點(diǎn)超標且存在倍頻關(guān)系：

多個(gè)尖峰頻點(diǎn)超標，且頻點(diǎn)與頻點(diǎn)之間間隔存在倍頻關(guān)系，這種情況通常是某開(kāi)關(guān)頻率噪聲及其高次諧波干擾，低頻段除超標頻點(diǎn)外整體余量滿(mǎn)足要求，說(shuō)明噪聲干擾是通過(guò)空間耦合的方式將AC輸入端濾波器旁路，或者在濾波器元件產(chǎn)生感應噪聲進(jìn)入LISN。

電源端傳導騷擾測試數據（一）

多頻點(diǎn)超標且無(wú)倍頻關(guān)系：

多個(gè)頻點(diǎn)超標，且頻點(diǎn)與頻點(diǎn)之間間隔不存在倍頻關(guān)系，低頻段整個(gè)頻段內整體飄高，這種情況通常是AC輸入端電源濾波器，因為近場(chǎng)耦合被旁路或者部分旁路，或者電源濾波器出現諧振（通常是LC串聯(lián)諧振），造成濾波器插入損耗降低，噪聲進(jìn)入LISN。

電源端傳導騷擾測試數據（二）

單個(gè)頻點(diǎn)或者單個(gè)頻點(diǎn)寬帶噪聲超標：

單個(gè)頻點(diǎn)或者單個(gè)頻點(diǎn)寬帶噪聲超標，其它頻點(diǎn)都符合余量管控要求，這種情況基本是有源頭諧振頻點(diǎn)產(chǎn)生，且AC輸入端電源濾波器的插入損耗不夠，或者諧振噪聲沒(méi)有經(jīng)過(guò)濾波器衰減，直接被LISN檢測到。

電源端傳導騷擾測試數據（三）

單個(gè)尖峰頻點(diǎn)噪聲超標：

單個(gè)尖峰頻點(diǎn)超標，其它頻點(diǎn)都符合余量管控要求，這種情況基本是有開(kāi)關(guān)頻率噪聲通過(guò)空間耦合的方式，在A(yíng)C輸入端電源濾波器元件上產(chǎn)生感應噪聲，即噪聲沒(méi)有經(jīng)過(guò)濾波器衰減，直接被LISN檢測到。

電源端傳導騷擾測試數據（四）

使用頻譜分析儀和示波器輔助定位

示波器是硬件工程師工具，頻譜分析儀是EMC工程師整改的利器，兩者有機結合可以快速打開(kāi)通往整改成功的大門(mén)。利用頻譜分析儀的圓形探頭搜索干擾源的區域位置；使用尖形探針尋找干擾源的具體位置。

對于開(kāi)關(guān)電源的高壓部分，無(wú)法通過(guò)頻譜分析儀確認干擾源的具體位置，則可以通過(guò)示波器測量關(guān)鍵點(diǎn)的電壓與電流波形的方式，進(jìn)行輔助判斷干擾源的位置

示波器測量到的某電壓輸出寄生振蕩波形圖

備注：不可以使用頻譜分析儀的尖形探頭，直接量測電壓≧48V的噪聲源。使用示波器測量開(kāi)關(guān)電源端初級電壓波形時(shí)，注意示波器電源線(xiàn)應用2芯電源線(xiàn)（不含接地PE地線(xiàn)），否則冷熱地短路會(huì )出現炸機現象。

使用磁環(huán)或共模電感進(jìn)行輔助定位

使用磁環(huán)定位電源端傳導問(wèn)題

磁環(huán)不僅可以應用于輻射發(fā)射問(wèn)題的定位，同樣可以應用于電源端傳導問(wèn)題的定位。磁環(huán)的簡(jiǎn)單使用方法是：在輸入AC電源線(xiàn)上增加磁環(huán)繞N圈（具體圈數根據濾波頻段及磁環(huán)材質(zhì)而定），判斷電源濾波器插入損耗設計的合理性。

不同規格的磁環(huán)

使用共模電感定位電源端傳導問(wèn)題

對于電源端傳導問(wèn)題，尤其是整頻段都漂高的情況，不確定輸入端AC電源濾波器是否存在空間耦合及濾波器是否存在諧振時(shí)，可以增加共模電感（板內濾波器相同的共模電感）短路板內共模電感的的方式進(jìn)行輔助分析判斷。

UC系列共模電感

04. 電源端傳導騷擾問(wèn)題分析與調試

電源端傳導騷擾問(wèn)題整改思維導讀

磁性器件空間磁場(chǎng)耦合傳導問(wèn)題整改解析

物理學(xué)知識告訴我們，通電的導體周?chē)嬖诖艌?chǎng)，且磁力線(xiàn)總是要形成閉合的回路。根據法拉第電磁感應定律可知，磁場(chǎng)穿過(guò)閉合的環(huán)路時(shí)，可以產(chǎn)生感應電動(dòng)勢和感應電流，即磁生電。

通電導體磁場(chǎng)輻射大小主要影響因素是：電流強度、空間距離，頻率。在工作頻率與工作電流額定的情況下，通過(guò)增加空間距離的方式衰減磁場(chǎng)是行之有效的手段。磁性器件磁場(chǎng)輻射問(wèn)題在電源端傳導騷擾整改過(guò)程中時(shí)有發(fā)生，且越來(lái)越受工程師重視，解決磁性器件磁場(chǎng)耦合的主要方法是：

ü使用磁屏蔽器件（磁屏蔽電感）

ü使用漏磁場(chǎng)很小的器件（環(huán)形電感、環(huán)形磁芯的元件）

ü增加磁場(chǎng)輻射元件與敏感器件、電路之間的距離。

ü降低磁場(chǎng)輻射元件的電流變化率di/dt。

ü磁性元件之間的互感耦合可以通過(guò)拉大兩者之間的距離或者改變兩者之間的磁場(chǎng)方向，即使兩者之間的磁場(chǎng)平行。

ü改變磁性器件的繞線(xiàn)方式，減小磁場(chǎng)耦合。

"工"字型非磁屏蔽電感因低廉的制造成本，被廣泛應用于Buck電路、Boost電路、以及功放輸出LC濾波電路。也因電感低頻磁場(chǎng)輻射耦合到開(kāi)關(guān)電源輸入級，導致電源端傳導測試超標。在PCB設計階段應嚴格控制兩者之間的距離，在距離無(wú)法滿(mǎn)足的情況下優(yōu)選磁屏蔽電感或者環(huán)形電感。