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類型分類:
科普知識
數據分類:
DCS系統

電子產品:30MHZ-50MHZ的EMI輻射理論分析!

發布日期:2022-04-18 點擊率:64

EMC在電子產品/設備已經成為可靠性的重要組成部分;將越來越被重視!特別對于我們的工業&消費類產品要求滿足其相應的認證和出口要求,對應的國家政策也在不斷完善;同時國際貿易的深化發展;EMC技術成為電子產品/設備必過的硬性指標!隨著電子產品/設備的供電系統都開始大量運用高頻開關電源并且也越來越高端化;因此對電源環境的要求就越來越高;EMC將是越來越重要!

電子產品/設備我們經常碰到的EMI的問題;我的講座及我的公眾號都有剖析EMI-傳導設計的方案和總結!看過我的文章和聽過我的課的電子設計師們;給我的反饋結果;目前碰到EMI問題根據您的EMI濾波器設計法則 確實解決了我們的EMI-傳導問題;讓非常多的人受益!后面我還會就傳導的濾波器技術再進行更深入的剖析!

電子產品/設備EMI-輻射的問題;大多數的設計者們都沒法入門檻!比如我們的電子產品/設備經常會出現30MHZ-50MHZ 特別是30MHZ左右的EMI-輻射問題;有時還兼而有之!我來進行一下理論分析;我的《開關電源:EMC的分析與設計》

講實戰方法!

我的分析是基于我近20年的開關電源產品設計和開發進行總結;如果不是有這么多年的開關電源設計經驗和對EMI的了解,一般還沒有人細致去研究;如果30MHZ左右對大多數的設計來說有很高幾率出現那這個30MHZ的頻率一定是由器件寄生參數及回路的諧振而產生;亦即:f=1/(SQRT(2ЛLC)),如果是諧波分量F=1/(ЛTr)的機制出現幾率就會不被關注了!

先了解基本知識點:

EMI分析更多是在頻域中分析,并且不考慮信號的相位因素!而是考慮信號的幅度和頻率!如下:

再來看一下EMI-周期信號的頻譜

A.如果30MHZ-50MHZ 是時鐘或通訊數據的噪聲頻譜

其特點是頻率高,脈寬窄;那其上升沿和下降沿進行變換時就基本等同于其脈沖寬度了。假如計算每一支等距噪聲差為14MHz,此表示出有一個14MHz的Clock信號所造成,或者是經過除頻后有14MHz的信號產生!

基本結論:

時鐘的頻譜皆可以看到如下之一支支等距的噪聲,這一支支等距的噪聲亦即為噪聲的諧波!如下測試Data:

此時對于30MHZ-50MHZ,我們可以通過測試Data進行EMI-輻射的來源進行分析了;其處理方法 按分析處理高速數字電路,對時鐘電路&RAM/CPU/MCU進行處理的思路來搞定它!

注意:

30MHZ以后隨著頻率的升高差模成分呈遞減趨勢;共模成分呈遞增趨勢!

B.如果30MHZ-50MHZ 是電子產品的開關電源供電系統的噪聲頻譜

其特點是開關電源工作頻率從幾十KHZ到幾百KHZ,脈寬要保證一定的寬度;那其上升沿和下降沿進行變換時就要關注其諧波頻率范圍了。其特點是測試Data為包絡性數據;如下:

此時對于30MHZ-50MHZ,有經驗的設計師都知道是開關電源產生的EMI輻射問題;那我們就進行這個頻段的源頭機理進行理論分析!以下對常用的電源架構進行分析!!

1.開關電源基本電路結構1-FLY(反激供電系統)

FLY電路-12V/4A-分析說明

我來分析計算上面的基本電路結構進行= 30MHZ的諧振參數理論計算&同時注意目前開關MOS的寄生電容參數!!通過我下面的計算數據我們就能得到答案!!!

30MHZ的諧振參數分析

FLY-1的實際變壓器參數測試:

實測變壓器的漏感=5uH 左右

FLY-1的方案設計,為了更高的性價比使用6N60或7N65等MOS通用器件;

MOS-TK6A60D;MOS-DS

MOS-F7N65;MOS-DS

其特性的參數值參考其曲線圖如下:

開關MOS關斷時;其VDS的電壓在500V左右;其Coss也就幾個PF左右!其值跟選擇的MOS器件有關聯!

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