我前面講過EMI輸入濾波器的設(shè)計(jì);對(duì)于>75w有PFC的設(shè)計(jì);我有很多客戶經(jīng)常碰到30MHZ-50MHZ的EMI設(shè)計(jì)問題;
通過分析AC輸入端增加PFC升壓電感電路-30MHZ-50MHZ/EMI優(yōu)化設(shè)計(jì)分析如下圖;
我先分析系統(tǒng)的騷擾源的情況:
差模騷擾的產(chǎn)生主要是由于開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài),當(dāng)開關(guān)管開通時(shí)流過電源線的電流線性上升,開關(guān)管關(guān)斷時(shí)電流突變?yōu)榱?因此,流過電源線的電流為高頻的三角脈動(dòng)電流,含有豐富的高頻諧波分量,隨著頻率的升高,該諧波分量的幅度越來越小,因此差模騷擾隨頻率的升高而降低;
共模騷擾的產(chǎn)生主要原因是電源與大地(保護(hù)地)之間存在分布電容,電路中方波電壓的高頻諧波分量通過分布電容傳入大地,與電源線構(gòu)成回路,產(chǎn)生共模騷擾。
進(jìn)行原理圖的重要分布參數(shù)的等效分析:
L、N為電源輸入,C1、C2、C3、C4、C5、LCL1、LCL2組成輸入EMI濾波器,DB1為整流橋,VT2為PFC開關(guān)管,開關(guān)管安裝在散熱器上時(shí),開關(guān)管的D極與散熱器相連,與散熱器之間形成一個(gè)耦合電容C7,VT2工作在開關(guān)狀態(tài),其D極的電壓為高頻方波,方波的頻率為開關(guān)管的開關(guān)頻率,方波中的各次諧波就會(huì)通過耦合電容、L、N電源線構(gòu)成回路,產(chǎn)生共模騷擾。
電源與大地的分布電容比較分散,其它的分布參數(shù)我先不作分析;
從圖來看,VT2的D極與散熱器之間耦合電容的作用最大,從BD1到電感L3之間的電壓為100Hz,而從L3到VD1和VT2的D極之間的連線的電壓均為方波電壓,含有大量的高次諧波。其次L3的影響也比較大,但L3與機(jī)殼的距離比較遠(yuǎn),分布電容比開關(guān)管和散熱器之間的耦合電容小得多,
因此,我們主要考慮開關(guān)管與散熱器之間的耦合電容=C7。
解決PFC的30MHZ-50MHZ輻射騷擾的問題方法如下:
增加一個(gè)高頻電容C8,接在開關(guān)管散熱器與輸出地之間,該電容與散熱器的連接處離開關(guān)管越近越好,該電容選用安規(guī)電容,容量在470PF到0.01μF之間,太大會(huì)使電源的漏電流超標(biāo),經(jīng)過電容C7耦合到散熱器上的騷擾信號(hào)經(jīng)過C8衰減,衰減的系數(shù)為:
由于C8比C7大的多,上式可以簡化為:C7/C8 –
進(jìn)行理論計(jì)算:
注意:C7為 PFC開關(guān)MOS與散熱器的耦合電容;計(jì)算數(shù)據(jù)我們可以進(jìn)行估算:假設(shè)C7為30PF,C8為470PF,則向外發(fā)射的騷擾信號(hào)被衰減了15.7倍,近25dB。
我的實(shí)踐測(cè)試數(shù)據(jù)是:通過增加這個(gè)C8-Y電容后,測(cè)試效果很明顯。