440G-T27177精品

发布时间:2020-02-28
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在样机中没有充分考虑EMC的设计,传导骚扰噪声的抑制不够,结果严重标,输入过EN55022 CLASS B限值*处达1 8dB。

根据传导辐射产生的根源,我们从以下几个方面做了处理:A、EMI滤波器设计;B、电路结构;C、PCB设计;改进后的UPS经过测试,完全达到爱求。

2 EMI滤波器设计改进

EMI滤波器的作用主要是滤除开关电源产生的传导干扰噪声;另外,EMI滤波器为无源二端口网络,满足互易性,它同时也可滤除来自电网侧的电磁噪声。

EMI后级输人为PFC电路。由Boost开关电源噪声模型知:其共模噪声等效电路为高阻容性,差模,噪声等效电路为低阻感性(当输入整流桥开通时)及高阻容性(当输入整流桥关断时),根据EMI滤波器设计的“阻抗失配”原则,采用如图2所示拓朴结构的EMI滤波器:

则共模滤波器电路等效电路如图3所示:

其中cp为共模噪声源等效电容,为将其归一化,在输入整流“+”, “-”与PE间接入四4700pF的Y电容,即Cp归一化为18800pF。

取Cyl=Cy2=0.033uF

在未接滤波器时测得在1 50KHZ处共模传导骚扰过限值18dBuv,取10dB的余量,则fRcml取90KHz,fRcm2取40KHz,根据

得:Ll=L2=2.4mH

差模滤波器等效电路如图4:

其中L1leakage,L2eakage,分别为共模电感Ll、L2的杂散电感,一般为其电感量的l%即24uH。由未安装滤波器时的差模共模噪声的分离结果知在1 50KHz处滤波器需要42dB的差模插入损耗。考虑10dB余量,则用作图法在对数频率一插入损耗座标轴上得出出*级波器的截止频率,侬,DMI=15KHz,第二级滤波器截止频率取fR,DM2=25KHz时,能达到上述要求:

则由:

得Cx1=4.5uF,取两个2.2uF电容并联。得Cx2= 2.2uF

在前述测试条件下的L线传导干扰测试结果见图5,可见已满足CLASS B要求,但在28MHz处平均值余量较小,仅0.61dBμV。通过对电感电容取值的反复测量和比较,在此EMI滤波器结构下,平均余量不能取得满意结果。如28MHz处平均值余量从0.61 dBμV 增加到2.22 dBμV,但3.55MHz处平均值余量较小,仅1.39dBμV。因此我们通过分析电路结构,提出相应的办法,减少了传导噪声。

3 电路结构改进

为了增加余量,中电华星的工程师们分析PFC主电路拓扑结构,发现其差模输入阻抗为感性,于是分别在正、负PFC主电路开关管与电感间并联电容,一方面可将PFC差模输入阻抗归一化为低阻容性,另一方面可给功率回路去耦,减小功率回路面积。

1.在正负半周回路上并x电容,由于X电容阻抗较小,PFC纹波电流和差模电流信号绝大部分都从x支路通过,从而使流人PE的差模电流显著减小。测试结果低频段的差模干扰降低。

2.将PFC功率回路并联的电容增大到2倍后,在上述测试条件下,测试结果显示低频段已得到很大改善,但在21MHz处,传导干扰噪声仍然较大。

3.根据前面测试结果发现,20MHz的传导干扰噪声主要是共模分量。于是在DC/AC 的直流母线与PE之间分别并联Y电容,在前述测试条件下的L线传导干扰测试结果达到CLASS B要求,但余量不大。

4.在EMI滤波器的输出端L、N分别串入2-3HH棒芯电感,测试条件与前述相同。从测试结果可以发现,在3.55MHz处平均值余量较小,仅2 dBμV 。

5.为了进一步减小传导噪声,在EMI滤波器的输出PE端串入320 pH 电感,测试条件与前述相同。从测试结果可以发现,平均值余量*小处的1.1MHz处余量为5.68 dBμV,完全满足了要求。测试结果如图6所示。

6.为了进一步减少传导噪声,在上述参数不变情况下,我们优化了PCB布线,通过缩短dV/dt大的支路长度及缩小di/dt大的回路面积,平均值余量*小处余量为6.23 dBμV。

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