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?電源端傳導(dǎo)騷擾問題分析與定位

更新時(shí)間：2024-05-16 點(diǎn)擊次數(shù)：1790

01. 電源端傳導(dǎo)騷擾測(cè)試本質(zhì)

根據(jù)電源端傳導(dǎo)騷擾測(cè)試原理分析可知，其本質(zhì)是檢測(cè)流過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(dǎo)騷擾測(cè)試問題解決思路

由電源端傳導(dǎo)騷擾測(cè)試的本質(zhì)可知，解決問題的主要思路，是降低流過LISN電阻上的電流（差模電流與共模電流）。主要解決方案是在AC輸入端增加電源濾波器抑制流過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(dǎo)騷擾定位方法

沒有定位的整改效率非常低下，有時(shí)會(huì)撞的頭破血流，還茫然無措。電源端傳導(dǎo)騷擾問題的定位，應(yīng)根據(jù)其測(cè)試原理，結(jié)合騷擾耦合機(jī)理進(jìn)行分析。

根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)分析定位

可以依據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)超標(biāo)頻點(diǎn)的特征進(jìn)行定位分析，超標(biāo)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)開關(guān)電源的工作頻率及倍頻點(diǎn)；超標(biāo)頻點(diǎn)是單根尖峰干擾，還是表現(xiàn)為寬帶噪聲干擾。

多頻點(diǎn)超標(biāo)且存在倍頻關(guān)系：

多個(gè)尖峰頻點(diǎn)超標(biāo)，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關(guān)頻率噪聲及其高次諧波干擾，低頻段除超標(biāo)頻點(diǎn)外整體余量滿足要求，說明噪聲干擾是通過空間耦合的方式將AC輸入端濾波器旁路，或者在濾波器元件產(chǎn)生感應(yīng)噪聲進(jìn)入LISN。

電源端傳導(dǎo)騷擾測(cè)試數(shù)據(jù)（一）

多頻點(diǎn)超標(biāo)且無倍頻關(guān)系：

多個(gè)頻點(diǎn)超標(biāo)，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(nèi)整體飄高，這種情況通常是AC輸入端電源濾波器，因?yàn)榻鼒?chǎng)耦合被旁路或者部分旁路，或者電源濾波器出現(xiàn)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(dǎo)騷擾測(cè)試數(shù)據(jù)（二）

單個(gè)頻點(diǎn)或者單個(gè)頻點(diǎn)寬帶噪聲超標(biāo)：

單個(gè)頻點(diǎn)或者單個(gè)頻點(diǎn)寬帶噪聲超標(biāo)，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，或者諧振噪聲沒有經(jīng)過濾波器衰減，直接被LISN檢測(cè)到。

電源端傳導(dǎo)騷擾測(cè)試數(shù)據(jù)（三）

單個(gè)尖峰頻點(diǎn)噪聲超標(biāo)：

單個(gè)尖峰頻點(diǎn)超標(biāo)，其它頻點(diǎn)都符合余量管控要求，這種情況基本是有開關(guān)頻率噪聲通過空間耦合的方式，在AC輸入端電源濾波器元件上產(chǎn)生感應(yīng)噪聲，即噪聲沒有經(jīng)過濾波器衰減，直接被LISN檢測(cè)到。

電源端傳導(dǎo)騷擾測(cè)試數(shù)據(jù)（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(jī)結(jié)合可以快速打開通往整改成功的大門。利用頻譜分析儀的圓形探頭搜索干擾源的區(qū)域位置；使用尖形探針尋找干擾源的具體位置。

對(duì)于開關(guān)電源的高壓部分，無法通過頻譜分析儀確認(rèn)干擾源的具體位置，則可以通過示波器測(cè)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(cè)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(cè)電壓≧48V的噪聲源。使用示波器測(cè)量開關(guān)電源端初級(jí)電壓波形時(shí)，注意示波器電源線應(yīng)用2芯電源線（不含接地PE地線），否則冷熱地短路會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)現(xiàn)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(dǎo)問題

磁環(huán)不僅可以應(yīng)用于輻射發(fā)射問題的定位，同樣可以應(yīng)用于電源端傳導(dǎo)問題的定位。磁環(huán)的簡(jiǎn)單使用方法是：在輸入AC電源線上增加磁環(huán)繞N圈（具體圈數(shù)根據(jù)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(shè)計(jì)的合理性。

不同規(guī)格的磁環(huán)

使用共模電感定位電源端傳導(dǎo)問題

對(duì)于電源端傳導(dǎo)問題，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(nèi)濾波器相同的共模電感）短路板內(nèi)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(dǎo)騷擾問題分析與調(diào)試

電源端傳導(dǎo)騷擾問題整改思維導(dǎo)讀

磁性器件空間磁場(chǎng)耦合傳導(dǎo)問題整改解析

物理學(xué)知識(shí)告訴我們，通電的導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)，且磁力線總是要形成閉合的回路。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，磁場(chǎng)穿過閉合的環(huán)路時(shí)，可以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，即磁生電。

通電導(dǎo)體磁場(chǎng)輻射大小主要影響因素是：電流強(qiáng)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)輻射問題在電源端傳導(dǎo)騷擾整改過程中時(shí)有發(fā)生，且越來越受工程師重視，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(yīng)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)輻射耦合到開關(guān)電源輸入級(jí)，導(dǎo)致電源端傳導(dǎo)測(cè)試超標(biāo)。在PCB設(shè)計(jì)階段應(yīng)嚴(yán)格控制兩者之間的距離，在距離無法滿足的情況下優(yōu)選磁屏蔽電感或者環(huán)形電感。