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开关电源EMI传导辐射都超标了，老师傅给我90种整改方法，不知道有没有留一手！

芯片之家 2024-09-06 17:17
【应用手册】TI 全新MCU及C29内核的电动汽车应用方案 如何增强能源基础设施的实时控制？
如果开关电源EMI总是过不了，快来看看下面这些实用的整改策略吧！
EMI传导频段：1MHZ 以内
以差模干扰为主
整改策略：
1、150KHZ-1MHz，以差模为主，1-5MHz，差模和共模共同起作用，5MHz 以后基本上是共模。差模干扰的分容性藕合和感性藕合。一般 1MHZ 以上的干扰是共模，低频段是差摸干扰。用一个电阻串个电容后再并到 Y 电容的引脚上，用示波器测电阻两引脚的电压可以估测共模干扰；
2、保险过后加差模电感或电阻；
3、小功率电源可采用 PI 型滤波器处理（建议靠近变压器的电解电容可选用较大些）。
4、前端的π型 EMI 零件中差模电感只负责低频 EMI，体积別选太大（DR8 太大，能用电阻型式或 DR6 更好）否則幅射不好过，必要时可串磁珠，因为高频会直接飞到前端不会跟着线走。
5、传导冷机时在 0.15-1MHZ 超标，热机时就有 7dB 余量。主要原因是初级 BULK 电容 DF 值过大造成的，冷机时 ESR 比较大，热机时 ESR 比较小，开关电流在 ESR 上形成开关电压，它会压在一个电流 LN 线间流动，这就是差模干扰。解决办法是用 ESR 低的电解电容或者在两个电解电容之间加一个差模电感。
6、测试 150KHZ 总超标的解决方案：加大 X 电容看一下能不能下来，如果下来了说明是差模干扰。如果没有太大作用那么是共模干扰，或者把电源线在一个大磁环上绕几圈， 下来了说明是共模干扰。如果干扰曲线后面很好，就减小 Y 电容，看一下布板是否有问题，或者就在前面加磁环。
7、可以加大 PFC 输入部分的单绕组电感的电感量。
8、PWM 线路中的元件将主频调到 60KHZ 左右。
9、用一块铜皮紧贴在变压器磁芯上。
10、共模电感的两边感量不对称，有一边匝数少一匝也可引起传导 150KHZ-3MHZ 超标。
11、一般传导的产生有两个主要的点：200K 和 20M 左右，这几个点也体现了电路的性能；200K 左右主要是漏感产生的尖刺；20M 左右主要是电路开关的噪声。处理不好变压器会增加大量的辐射，加屏蔽都没用，辐射过不了。
12、将输入 BUCK 电容改为低内阻的电容。
13、对于无 Y-CAP 电源，绕制变压器时先绕初级，再绕辅助绕组并将辅助绕组密绕靠一边，后绕次级。
14、将共模电感上并联一个几Ｋ到几十Ｋ电阻。
15、将共模电感用铜箔屏蔽后接到大电容的地。
16、在 PCB 设计时应将共模电感和变压器隔开一点以免互相干扰。
17、保险套磁珠。
18、三线输入的将两根进线接地的 Y 电容容量从 2.2nF 减小到 471。
19、对于有两级滤波的可将后级 0.22uFX 电容去掉 。
20、对于π型滤波电路有一个 BUCK 电容躺倒放在 PCB 上且靠近变压器此电容对传导 150KHZ-2MHZ 的Ｌ通道有干扰，改良方法是将此电容用铜泊包起来屏蔽接到地，或者用一块小的 PCB 将此电容与变压器和 PCB 隔开。或者将此电容立起来， 也可以用一个小电容代替。
21、对于π型滤波电路有一个 BULK 电容躺倒放在 PCB 上且靠近变压器此电容对传导 150KHZ-2MHZ 的Ｌ通道有干扰，改良方法是将此电容用一个 1uF/400V 或者说 0.1uF/400V 电容代替， 将另外一个电容加大。
22、将共模电感前加一个小的几百 uH 差模电感。
23、将开关管和散热器用一段铜箔包绕起来，并且铜箔两端短接在一起，再用一根铜线连接到地。
24、将共模电感用一块铜皮包起来再连接到地。
25、将开关管用金属套起来连接到地。
26、加大 X2 电容只能解决 150K 左右的频段，不能解决 20M 以上的频段，只有在电源输入加以一级镍锌铁氧体黑色磁环，电感量约 50uH-1mH。
27、在输入端加大 X 电容。
28、加大输入端共模电感。
29、将辅助绕组供电二极管反接到地。
30、将辅助绕组供电滤波电容改用瘦长型电解电容或者加大容量。
31、加大输入端滤波电容。
32、150KHZ-300KHZ 和 20MHZ-30MHZ 这两处传导都不过，可在共模电路前加一个差模电路。也可以看看接地是否有问题，该接地的地方一定要加强接牢，主板上的地线一定要理顺，不同的地线之间走线一定要顺畅不要互相交错的。
33、在整流桥上并电容，当考虑共模成分时，应该邻角并电容，当考虑差模成分时，应该对角并电容。
34、加大输入端差模电感。

EMI传导频段：1MHZ---5MHZ
采用输入端并联一系列 X 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决。
整改策略：
1、对于差模干扰超标可调整 X 电容量，添加差模电感器，调差模电感量。
2、对于共模干扰超标可添加共模电感，选用合理的电感量来抑制；
3、也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如 FR107 一对普通整流二极管 1N4007。
4、对于有 Y 电容的电源，干扰在 1M 以前以差模为主，2-5M 是差模和共模干扰。对于 NO-Y 来说，情况不一样，1M 以前的共模也非常厉害。在前面加很多 X 电容，滤光差模，改不改变压器对差模没有影响了，如果还有变化，就是共模了。差共模分离的方法：在 AC 输入端加很多 X 电容，从小到大，这样可以把差模滤去，剩下的就是共模了，再与总的噪音相比较，就能看出差模的大小。
5、绕制变压器时将所有同名端放在一边，可降低 1.0MHZ-5.0MHZ 传导干扰。
6、对于小功率用两个差模电感，减少差模电感匝数可降低传导 1.2MHZ 干扰。
7、加大 Y 电容，可降低传导中段 1MHZ-5MHZ 干扰。
8、对于无Ｙ电容的开关电源 EMI 在 1MHZ-6MHZ 超标，如加了Ｙ电容后 EM 降下来了的话，就可在变压器初次级间加多几层胶纸。
9、将 MOS 管散热片接 MOS 管 S 极。
10、在输入端滤波电容上并联小容量高压瓷片或者高压贴片电容。


EMI传导频段：5M---20MHZ
以共摸干扰为主，采用抑制共摸的方法。
整改策略：
1、对于外壳接地的，在地线上用一个磁环串绕 2-3 圈会对 10MHZ 以上干扰有较大的衰减作用；
2、可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔，铜箔要闭环。
3、处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。
4、在变压器初级绕组上用一根很细的三重绝缘线并绕一个屏蔽绕组，屏蔽绕组的一端接电源端另外一端通过一个电容接到地。
5、可将共模电感改为一边匝数比另一边多一匝，另其有差模的作用。
6、将开关管 D 极加一小散热片且必需接高压端的负极，变压器的初级起始端连接到 MOS 管 D 极。
7、将次级的散热片用一个 102 的 Y 电容接到初级的 L/N 线， 可降低导干扰。
8、如果加大Ｙ电容传导干扰下来了，则可以改变变压器绕法来改良，可在初次级间加多几层胶带；如果加大Ｙ电容传导干扰未改善，就要改电路可改好不必改变压器绕法。
9、将变压器电感量适当加大，可降低 RCC 开关电源在半载时的传导干扰。
10、用变压器次级辅助绕组来屏蔽初级主绕组，比用变压器初级辅助绕组来屏蔽初级主绕组，传导整体要好得多。
11、传导整体超标，用示波器看开关管 G 和 D 极波形都有重叠的现象，光藕供电电阻从输出滤波共模电感下穿过接输出正极改接不从大电流下穿过后一切 OK。
12、在输入端 L 线和 N 线各接一 681/250V 的 Y 电容，Y 电容另外一端接次级地。
13、将次级的辅助绕组用来屏蔽初级主绕组，可降低传导 3-15MHZ 干扰。用次级的辅助绕组来屏蔽初级主绕组，比用初级的辅助绕组来屏蔽初级主绕组传导要好得多。
14、在 PCB 板底层放一层铜片接初级大电容负极。
15、将整个电源用一块铜片包起来， 铜片接初级大电容负极。
16、减小 Y 电容容量。


EMI传导频段：20--30MHZ
整改策略：
1、对于一类产品可以采用调整对地 Y2 电容量或改变 Y2 电容位置；
2、调整一二次侧间的 Y1 电容位置及参数值；
3、在变压器外面包铜箔，变压器最里层加屏蔽层，调整变压器的各绕组的排布。
4、改变 PCB LAYOUT；
5、输出线前面接一个双线并绕的小共模电感；
6、在输出整流管两端并联 RC 滤波器且调整合理的参数；
7、在变压器与 MOSFET 之间加磁珠；
8、在变压器的输入电压脚加一个小电容。
9、可以用增大 MOS 驱动电阻。
10、可能是电子负载引起的，可改用电阻负载。
11、可将 MOS 管 D 端对地接一个 101 的电容。
12、可将输出整流二极管换一个积电容小一点的。
13、可将输出整流二极管的 RC 回路去掉。
14、将输入端加两个 Y 电容对地，可降低传导 25MHZ-30MHZ 干扰。
15、紧贴变压器的磁芯上加一铜皮，铜皮连接到地。
16、传导后段 25MHZ 超标可在输出端加共模电感，也可在开关管源极检测电阻上套一长的导磁力合适的磁珠。


EMI辐射频段：30---50MHZ
普遍是 MOS 管高速开通关断引起
整改策略：
1、可以用增大 MOS 驱动电阻；
2、RCD 缓冲电路采用 1N4007 慢管；
3、VCC 供电电压用 1N4007 慢管来解决；
4、或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感；
5、在 MOSFET 的 D-S 脚并联一个小吸收电路；
6、在变压器与 MOSFET 之间加 BEAD CORE；
7、在变压器的输入电压脚加一个小电容；
8、PCB LAYOUT 时大电解电容，变压器，MOS 构成的电路环尽可能的小；
9、变压器，输出二极管，输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。

EMI辐射频段：50---100MHZ
普遍是输出整流管反向恢复电流引起
整改策略：
1、可以在整流管上串磁珠；
2、调整输出整流管的吸收电路参数；
3、可改变一二次侧跨接 Y 电容支路的阻抗，如 PIN 脚处加 BEAD CORE 或串接适当的电阻；
4、也可改变 MOSFET，输出整流二极管的本体向空间的辐射（如铁夹卡 MOSFET; 铁夹卡 DIODE，改变散热器的接地点）。
5、增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射 200MHZ 以上开关电源已基本辐射量很小，一般可过 EMI 标准。
文章来源：EEDesigner

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