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电子产品:30MHZ-50MHZ的EMI辐射理论分析!

30MHZ-50MHZ的谐振参数分析-A

30MHZ-50MHZ的谐振参数分析-B

…请运用上面的参数进行递推 同时查看使用的开关MOS的电容参数曲线图!

通过上面的谐振参数的分析:

对一定功率等级的变压器电感设计;

30MHZ相当于3-5uH的漏感 与 6-10PF的开关管的结电容的谐振!

PCB电源MOS管主环路的设计;

30MHZ-50MHZ相当于20-30nH的走线电感与开关管VDS的输出电容500PF-900PF的谐振!

2.开关电源基本电路结构2-PFC电路设计(BOOST架构)

BOOST-PFC电路>75W 功率等级

在上述的两个主要环路分析:

A.  MOS管VT2开通时,L3&C5&VT2组成开关回路;关注其MOS-DS的结电容与采样回路的走线电感的谐振参数设计!

B.  MOS管VT2关断时,VD1&C6&VT2组成续流回路;关注其MOS-DS的结电容与续流回路的走线电感的谐振参数设计!

我们来看看我们实际的PFC电路板及布局布线的设计!如下图:

我们再来看看对于高性价比的PFC系统:PFC-2的方案设计,为了更高的性价比>75W<200W的电源系统使用9N50或10N60及以上等MOS通用器件

MOS-9N50;MOS-DS

MOS-10N60;MOS-DS

其特性的参数值参考其曲线图如下:

开关MOS关断时;其VDS的电压在400V左右;其Coss<200pF!其值跟选择的MOS器件有关联!

30MHZ-50MHZ的谐振参数分析-A

30MHZ-50MHZ的谐振参数分析-B

…请运用上面的参数进行递推 同时查看使用的开关MOS的电容参数曲线图!

通过上面的谐振参数的分析:

PCB环路的设计;

30MHZ-50MHZ相当于40-90nH的走线电感与开关管VDS的输出电容100PF-620PF的谐振!

3.开关电源基本电路结构3-LLC谐振电路设计(LLC软开关)

LLC与PFC电路>75W 功率等级 会共同存在;也有例外的应用!

我们来看看LLC的额定负载的工作波形:

DRV-驱动对应的电流 无振荡现象-软开关工作;进行ZVS零电压切换!

我们同样对LLC的MOS进行两个主环路分析(分析原理同上);LLC的变压器及谐振参数其回路的磁场结构存在对称性;我们可以应用磁场的对消法则;我们发现LLC谐振开关变换的EMI干扰对比上面的两种结构其EMI干扰就比较小了;可以看出采用双端开关的软开关设计的EMI问题主要是MOS开关的上升沿和下降沿的谐波分量上;LLC在30MHZ-50MHZ的EMI辐射问题就变得简单!

由此可以得出:开关电源为什么/EMI-30MHZ到50MHZ前后超标几率高的问题!目前我们使用的开关MOS的寄生参数(器件选择);开关管采样回路PCB走线的长度(1mm布线1mm走线近似1nH)都不知不觉的落到我们的谐振频率30MHZ-50MHZ的范围,并且是包络性超标;

总结:

我围绕EMI辐射的源头进行了理论分析;

《开关电源:EMC的分析与设计》我就实战方法!

更多技术设计应用及技术交流;请关注公众号

更多应用细节& EMC知识参考文献设计:

image.png

思考题:解决EMC问题!我们要了解三个问题?

1.信号(源)? 2.结构设计?  3.地的连接?

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