34
MPS Confidential------Internal Use Only
变压器的共模噪声以及抑制
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-3
35 35
MPS Confidential------Internal Use Only
PCB布局对噪声的影响

环路小 分开不同的环路

输入环路尽可能的小 高频环路尽可能小
C PS2 V D2
C PS2 1 Z LISN 2 V D2
17 17
MPS Confidential------Internal Use Only
差模耦合路径
------反激差模耦合路径
LISN D1 D2
IS
AC
CB
S D4 D3
Equivalent Noise Model 2Z LISN
C Equ.
8
HV
VCC
CS
GND
HFC0500
3 4 6 5
VCC
DRV
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抑制干扰源
HFC0500抖频控制电路
2.72uA
14pF
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抑制差模噪声
LISN D1 D2
S
AC
15 15
MPS Confidential------Internal Use Only
共模耦合路径
------ 反激耦合路径2
C SP V D1
C SP 1 Z LISN 2 V D1
16 16
MPS Confidential------Internal Use Only
共模耦合路径
------ 反激耦合路径3
电磁兼容的三要素
干扰源
耦合路径
敏感设备 接受机
开关电源
耦合路径
LISN
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干扰源
------MOS
Voltage, Vsw
关断
t
Current, Isw
t
开通
11
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A B
C SP
C
D
isp
Cps
ips
Ips
X-3
A x
C PS 1 Z LISN 2
VP
5-6 4-X
x B
30 The Future of Analog IC Technology®
变压器的共模噪声以及抑制
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-1
A B
C SP
C D
isp
加屏蔽后： Cps Csp
<=80W
No ±3.5% No YES YES YES (Latch) Hysteres is YES
8W
No ±4% Yes YES YES YES Hysteresi s YES
<=80W
Yes ±6.7% Yes YES YES YES Timer Based YES
*
TIMER FB
1 2
CB
S D4 D3
增大电容或者 增加LC滤波器
2Z LISN
C Equ.
IS
2Z LISN
C Equ.
IS
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抑制共模噪声
1. 散热器接原边地- 切断散热器的耦合路径
VP
27
MPS Confidential------Internal Use Only
Cps
Csp
C SP
isp
A B
C D
ips
增加Ca, ips=isp，icm=0.
MPS Confidential------Internal Use Only
33 33
变压器的共模噪声以及抑制
2. 优化变压器的共模噪声
c. 平衡和干扰对消法-2
Without Cadd With Cadd
34
Monolithic Power Systems
®
开关电源中的EMI分析以及抑制技术
The Future of Analog IC Technology
®
内容
• 电磁兼容的简介 • 开关电源中的电磁干扰分析 • 电磁干扰的抑制技术
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c. 平衡和干扰对消法-1
dBμV 100 90
Two traditional Shielding
dBμV 100 90
Optimized Shielding length
80
70 60 50 40 30 20 10 0 0.15 1 10 30 MHz
80
70 60 50 40 30 20 10 0 0.15 1 10 30 MHz
变压器的共模噪声以及抑制
2. 优化变压器的共模噪声
a. 改变变压器的端子来减小Cps
A B
C
D
C-D
C-D
X-A
B
A-B A-B
A
C-D
A x x B
A 差 好
B
B-X
最差
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变压器的共模噪声以及抑制
2. 优化变压器的共模噪声
b. 采用屏蔽较小Cps
LISN-线路阻抗稳定性网络
电网 差模噪声 共模噪声
滤除电力线中的干扰 阻止开关电源中的干扰进入到电力线 在150k-30MHz频率范围内能够提供稳定的50ohm
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共模耦合路径
------ 反激耦合路径1
CPS VP
C PS 1 Z LISN 2 VP
干扰源
------Power Diode
t
Voltage, Vsw
Current, Isw
t
Turn-off Turn-on 12
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干扰源
------变压器，电感中的du/dt变化
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IS
18 18
MPS Confidential------Internal Use Only
19 19
MPS Confidential------Internal Use Only
如何抑制EMI
开关电源
耦合路径
LISN 抑制干扰来自 切断耦合路径The Future of Analog IC Technology®
A(f)
Tr/Tf Increase
1 Duty π× fs
1 π× tr
f
1 Duty π× fs
1 π× tr
f
减小开关频率 减小du/dt
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抑制干扰源
增大驱动电阻 增加snubber电路
平衡 EMI
效率
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抑制干扰源
A(t) -----FFT
1 Duty fs
A(f)
----f傅里叶分析
tr=tf
- 20dB/Dec - 40dB/Dec
FFT
tr
1 / fs
tf
t
1 Duty π× fs
1 π ×t r
f
Duty Increase
A(f)
占空比，开关频率，以及tr、tf的影响 fs Increase
电磁干扰的标准
电磁干扰测试标准
• • • CISPR14 /EN55014 CISPR15 /EN55015 CISPR22 /EN55022 家电，电动工具 照明产品 开关电源
EN55022
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The Future of Analog IC Technology®
电磁干扰的危害
干扰导致设备系统性能下降、无法工作甚至损坏
电网保护装置误动作，导致电网事故
通信故障、中断，影响飞机导航危及人身安全
The Future of Analog IC Technology®
电磁干扰的危害
电子设备损坏的原因
，
电磁干扰的危害不容小觑
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ips isp
θ =0 Ips<isp，
ips
d Core
X-3
A x
Pri. winding Shielding Sec. winding
5-6 4-X
x B
ips=isp，icm=0
θ
31
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变压器的共模噪声以及抑制
2. 优化变压器的共模噪声
抑制共模噪声
2. 优化变压器的共模噪声
C SP
V D1
VP
C PS
+ VD1 Zcm Csp Cps
VP
输出电压比较低且原边没有屏蔽时，Vp是主要共模干扰源
+ 输出电压比较高且原边有屏蔽时，需要考虑VD1的共模干扰