【干货】电源端口CE/RE问题如何解决

凡亿PCB 2020-07-09

作为一个名EMC工程师,准确判断EMC的问题点在哪里是最基础的,确定问题后也要能拿出多套解决方案。所以今天和大家分享一个解决电源AC端口CE/RE问题的案例。

电源AC端口CE/RE问题分析

CE测试数据

RE测试数据

1. 198kHz这个点超标

198k为低频,低频一般是差模噪声。

常用手段为:

增加差模滤波插损,增加电感感量或者增加电容。

2. CE高频段超标

CE高频段通常为共模接地不良及近场耦合,无法通过电感滤波改善。

常用手段为:

  • 高频共模电容滤波;

  • 调整共模电容接地点,减小共模环路及接地阻抗;

  • 减小近场耦合;

3. RE低频段超标

 RE低频段由电源开关噪声引起的辐射问题。

 常用手段为

  • 端口高频滤波电容;

  • 加强电源参考地与机壳搭接;

  • 开关上升沿调整(影响效率);

分析完了问题,接下来从下面几个方面介绍AC端口滤波电路优化方案。

优化方案

1. 滤波电路优化

电源AC端口滤波电路

优化后的电源AC端口滤波电路

2. PCB电路优化

电源AC端口滤波电路

PCB优化点1:优化共模噪声路径布线,共模电容布线短而粗,减小共模环路阻抗

PCB优化点2:靠近电源内部的共模电容单点接地,减小共模环路面积,解决两级共模电容共地问题。

3. 近场耦合优化

AC电源连接器内部cable线较长,且靠近两级共模电感正上方,极易与共模电感产生近场耦合。经过对比验证发现,电源CE高频段噪声,为该cable线导致,调整cable线的位置,该频点降低5dB以上。

调整前:

调整后:

4. 共模电感优化

在不增加占板面积,pin to pin的前提下,优化共模电感。并通过对共模电感单体测试,识别器件单体差异。

从共模电感的感量变化曲线可知,15~20匝共模电感的共模分量谐振点大于200kHz,而30匝共模电感共模分量谐振点在150k~200kHz之间。4款电感的差模分量在200kHz之间较为稳定,未出现谐振点。

结语

一般来讲,电路形式、器件参数等,仅决定了滤波器的低频特性,而器件的种类、电路组装的方式,以及滤波器的结构等,决定了滤波器的高频特性。要提高开关频率,提高开关电源产品的质量,电磁兼容性是不容忽视的问题。产生开关电源电磁干扰的因素还很多,抑制电磁干扰还有大量的工作。只有在设计时充分考虑电磁兼容问题,才能使开关电源得到更普遍的应用。
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