一前言
目前市面上機(jī)器的電源電路設(shè)計,普遍采用buck和boost,或者buck-boost。今天所講的反激式電路就是基于buck-boost的電路拓?fù)渌葑兊模聢D是buck-boost的電路拓?fù)洹?/span>
反激式電路相對BUCK和boost電路的整改思路有所不同,但是回到本質(zhì)上,噪聲超標(biāo)還是dv/dt或者di/dt過高的問題,只要找到問題源頭,整改措施還是一樣。
二前期準(zhǔn)備
整改前期,我們可以對反激電路工作原理進(jìn)行理解,這樣可以方便我們后續(xù)定位噪聲源頭,對POE供電的反激式電路進(jìn)行電路分析。以下是反激式電路的電路圖,而POE的芯片內(nèi)部集成MOS管,替代了Q1MOS管。

當(dāng)Q1導(dǎo)通時輸入給初級線圈充電,而次級線圈由于同名端極性相同,續(xù)流管D1截止,后端負(fù)載由輸出電容提供;這也是Flyback名字的由來。當(dāng)Q1截止時,初級線圈的極性反轉(zhuǎn),此時次級線圈電壓上正下負(fù),續(xù)流管Q1導(dǎo)通。對于噪聲源來說,大的di/dt和dv/dt 產(chǎn)生的地方:1.變壓器TX1;2.MOSFET Q1;3.輸出二極管D1。
三案例分析
一般采用反激式電路方案,在實際使用過程會遇到雷擊或者工作環(huán)境惡劣,需要將變壓器兩端地做隔離來防雷擊,這樣就會導(dǎo)致噪聲走過的路徑變大。POE供電的工業(yè)攝像頭恰好就需要采用這樣的方案,由于用在工業(yè)上,所以測試等級是EN55032-classA,以下是摸底數(shù)據(jù)。
噪聲超標(biāo)呈現(xiàn)包絡(luò)狀,初步判斷是電源噪聲問題。在近場,通過頻譜儀尋找噪聲源頭,發(fā)現(xiàn)在反激式變壓器和電源輸出端噪聲特別高,以下是近場頻譜儀噪聲掃描圖。同時在原理圖上,一級電源以后的供電部分由電源管理芯片PMIC供電,電壓和電流的突變并沒有反激電路的大,同時通過頻譜儀,也沒有發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的噪聲頻段,因此確定噪聲來源是反激式電源造成。
四整改措施
在前期電路設(shè)計中我們可以先參考原廠芯片EMI設(shè)計,預(yù)留抑制EMI的器件位置,后續(xù)我們整改就更方便,也有可能不用改板,只需要修改參數(shù)。以下是某POE芯片的EMI設(shè)計:1.降低開關(guān)速度?讓我們看下芯片的內(nèi)部電路圖
為何將SRF和SRR的電阻調(diào)大能抑制EMI呢?原來這兩個電阻分別是比較器的上拉和下拉電阻,增大后能使管子充放電時間變長,從而抑制EMI。2.snubber電路又稱阻尼電路,通過增加C和R將噪聲源的諧振改變,使電路進(jìn)入過阻尼狀態(tài),從而抑制EMI。實際上,該機(jī)器前期設(shè)計就有上述這兩個措施,依舊不能通過測試。因此我做了以下措施,整改措施分為三步:(1)針對150M左右超標(biāo)頻率,對續(xù)流管D1輸出端對地并1nF電容,通過高頻電容將輸出回路減小;(2)對變壓器進(jìn)行包屏蔽接前端地,減小噪聲對地阻抗;(3)在路徑上進(jìn)行消耗,在輸入端加入(TLDCM4745-2-102TF-TA)共模濾波器吸收共模噪聲。以下是整改后數(shù)據(jù):
五總結(jié)
EMC主要分為三要素:1.騷擾源;2.敏感源;3.耦合路徑。在騷擾源上,對續(xù)流二極管輸出端對地并1nF電容,通過高頻電容將輸出回路減小,對變壓器進(jìn)行屏蔽接地。在耦合路徑上,在電源輸入端加共模濾波器,對噪聲進(jìn)行消耗。在測試中,敏感源相當(dāng)于測試天線。在前期電路設(shè)計中,可以提前預(yù)留抑制EMI的電阻電容,這樣能減少后期改板次數(shù),加快量產(chǎn)時間。以上是小編的拙見,有任何錯誤,歡迎指出。
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