我本次調(diào)試用的主控IC是來(lái)自成都啟臣微及深圳思睿達(dá)的CR52168SG,輸出規(guī)格24V0.5A,該芯片采用原邊檢測(cè)和調(diào)整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),因此在應(yīng)用時(shí)無(wú)需TL431 和光耦。芯片內(nèi)置恒流/恒壓兩種控制方式。接下來(lái)我把我的調(diào)試過(guò)程全程分享給大家
【應(yīng)用】燈
【規(guī)格】24V0.5A
【問(wèn)題描述】調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)EMI傳導(dǎo)余量不足
上圖可以發(fā)現(xiàn),0-800K處傳導(dǎo)余量不足,此方案做燈,有PF要求。所以用了一個(gè)填谷線路,填谷線路前端傳導(dǎo)相對(duì)來(lái)說(shuō)是較為難調(diào)。0-800K處有以下四點(diǎn)常見(jiàn)的地方可調(diào):
①X電容 ②整流橋橋前后電感 ③變壓器 ④PCB布局干擾
首先我先嘗試最簡(jiǎn)單的先改外圍電路,X電容和色環(huán)電感已經(jīng)用了330nF和1mH,已經(jīng)夠大了,所以先把整流橋后負(fù)極RL2的0R改成4.7uH貼片電感或1K磁珠,發(fā)現(xiàn)沒(méi)有什么作用。將薄膜電容放大后,效果也不好。
看來(lái)跟外圍元件關(guān)系不是很大,因?yàn)槠匠S眠@種配置,傳導(dǎo)余量都有很大。于是第二步先檢查一下變壓器,把Y電容去掉后,測(cè)量Y電壓,如下圖
可以看到除開(kāi)尖峰,Y電壓平臺(tái)只有3V左右,已經(jīng)很小了,大概率不是變壓器的原因。但是由于我設(shè)計(jì)的變壓器并沒(méi)有屏蔽以及磁芯接地,如上圖。所以我決定嘗試加一層屏蔽和磁芯接地分開(kāi)嘗試。嘗試后發(fā)現(xiàn)磁芯接地及加屏蔽,傳導(dǎo)會(huì)變得更差,Y電壓也越高,對(duì)應(yīng)的上,證明不是變壓器的問(wèn)題。(沒(méi)存圖)
那接下來(lái)只有嘗試改PCB了,前方傳導(dǎo)超標(biāo)最大的可能就是AC干擾
由于變壓器是3+2+2的,看板子貼片面可以看到AC部分距離高壓動(dòng)點(diǎn)部分距離還是很遠(yuǎn)的,我一時(shí)半會(huì)還確實(shí)看不出來(lái)是什么問(wèn)題,包括吸收環(huán)路也不錯(cuò)。唯一有疑點(diǎn)的就是這根線離得太近了,距離只有1mm如下圖
抱著試一試的心理,我嘗試把交流這根線隔開(kāi),把整流橋斜一點(diǎn)飛起來(lái),把X電容也飛起來(lái)放在貼片面,發(fā)現(xiàn)效果很好,如下圖
但事情實(shí)際沒(méi)有那么簡(jiǎn)單,我正以為大功告成,于是我直接改板,把這根線離遠(yuǎn)一點(diǎn),改成以下板子,貼完之后測(cè)試發(fā)現(xiàn)還是不行,如下圖
可以看到,余量只有2db,跟之前飛線的效果差異巨大,于是我懷疑根本不是那根線的問(wèn)題,難道是插件面干擾了?以下是我嘗試的方法
一,改用方形保險(xiǎn)絲,傳導(dǎo)余量6dB左右
二,使用銅箔包裹變壓器,傳導(dǎo)余量10dB左右
三,將X電容與壓敏電阻換位,傳導(dǎo)余量10dB左右
于是我用原板子嘗試了以上步驟,發(fā)現(xiàn)均可以達(dá)到效果,說(shuō)明不是那根線太近的原因,大概率是變壓器對(duì)交流部分的X電容以及保險(xiǎn)絲產(chǎn)生的干擾!
以下是一些思考
①關(guān)于保險(xiǎn)絲與變壓器之間的干擾
*繞線電阻保險(xiǎn)絲
螺旋結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè) 小電感線圈,會(huì)通過(guò) 磁場(chǎng)耦合 吸收變壓器泄漏的開(kāi)關(guān)噪聲(尤其是MOSFET的di/dt噪聲)。
這些噪聲通過(guò)繞線電阻的寄生電感與PCB走線電容形成諧振,傳導(dǎo)到輸入端口(LISN檢測(cè)到的噪聲升高)。
*方形直插保險(xiǎn)絲
直線熔絲結(jié)構(gòu)無(wú)顯著磁場(chǎng)耦合效應(yīng),且寄生電感極低,高頻噪聲直接通過(guò)輸入濾波電容回流,不會(huì)被放大。
*結(jié)論
根本原因是:繞線電阻的螺旋結(jié)構(gòu)引入的寄生電感和磁場(chǎng)耦合,盡管體積相同,但其高頻特性與直插保險(xiǎn)絲截然不同
②關(guān)于X電容與變壓器之間的干擾
變壓器漏磁場(chǎng)的直接耦合
變壓器在開(kāi)關(guān)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生 高頻漏磁場(chǎng)(尤其是反激電源的變壓器,因氣隙存在漏磁較強(qiáng))。
若X電容 靠近變壓器(尤其是氣隙或繞組邊緣),其金屬極板或引腳會(huì)成為 磁場(chǎng)接收天線,感應(yīng)出高頻共模電壓,并通過(guò)L/N線傳導(dǎo)到LISN。
飛線到貼片面后改善:因物理距離增加,磁場(chǎng)耦合強(qiáng)度隨距離平方衰減,噪聲被抑制。
X電容的“共模噪聲轉(zhuǎn)化”效應(yīng)
X電容本應(yīng)濾除 差模噪聲,但若其位置被變壓器漏磁場(chǎng)干擾,會(huì) 將共模噪聲轉(zhuǎn)化為差模噪聲:
磁場(chǎng)在X電容兩極板感應(yīng)出 不對(duì)稱電壓,導(dǎo)致L-N之間出現(xiàn)本應(yīng)被濾除的高頻差模噪聲。
這種“污染”后的差模噪聲會(huì)直接通過(guò)傳導(dǎo)測(cè)試超標(biāo)。
PCB布局的隱性環(huán)路
即使X電容在交流側(cè),其與變壓器、整流橋、輸入線仍可能形成 隱性高頻環(huán)路:
例如:變壓器 → 空間磁場(chǎng) → X電容 → 整流橋 → 變壓器,構(gòu)成共模噪聲的閉合路徑。
飛線貼片布局可能打破了這一環(huán)路,阻斷了噪聲耦合。
結(jié)論
核心問(wèn)題:X電容因靠近變壓器,被漏磁場(chǎng)耦合,從“濾波器”變成“噪聲接收器”。
飛線改善的原因:
距離增加 → 磁場(chǎng)耦合減弱。
可能無(wú)意中避開(kāi)了隱性噪聲環(huán)路。
優(yōu)化方向:
空間隔離 > 屏蔽 > 濾波增強(qiáng)。
希望以上的調(diào)試對(duì)你有幫助!