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电磁兼容诊断和整改的思路!

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诊断  

一、检测的方法有:插拔电源线或电缆线法、电流钳法、磁场探头法、电场探头法、电场扫描仪  

二、用电流钳区别电流形式:可用50欧姆,9KHz—30MHz的电流钳,连接到示波器可观测骚扰波形,连接到频谱仪可观测频谱。  

三、传导发射不合格的诊断:电流判断法、电压判断法  

电流判断法:例如用电流钳套在单根电压线上,观测电源的电流波形  

电压判断法:例如用示波器的探头接在电源的高、低电位端,观测电源的电压波形。如电源电压较高,可用高压探头。  

四、抗扰度不合格的诊断  

查找:问题出现点到骚扰施加点的骚扰传输途径。  

注意:  

1、有时问题出现点不一定是故障发生点,而是故障发生后出现的衍生问题。  

2、骚扰传输途径不等同于工作信号的途径。  

使用:模拟源、电压探头、电流探头、电场探头、磁场探头、电流钳、匹配网络、示波器、频谱仪。  

五、测试中常见测试频谱超标的定位  

1、确定频谱上的超标频率是属于哪种信号和由电路哪一部分发出的?  

2、测量骚扰波形,与工作电路的波形比较。  

3、超标频率很可能不是工作信号的主频率,而是工作信号的谐波,或是其他的杂波。  

4、超标频率包含的能量不一定比其他频率强,但更满足发射条件,更容易发射。  

5、采取措施后原有的超标频率压下了,但背的频率可能冒出来超标了。


 

整改  

一、辐射发射或抗扰度不合格的整改  

磁场天线——改善迹象屏蔽;非金属机箱则改善PCB板和电路的设计。尽量减小环路面积。尽量减小有用信号(模拟、数字)的高次谐波成分,去除电磁噪声。  

电场电线——电缆上加铁氧体磁环;端口加滤波和去耦电路;采用屏蔽屏蔽电缆和连接器;改进产品内部结构的设计与布置。采用地环路干扰抑制方法。  

二、采用地环路干扰的抑制方法:  

1、采用平衡电路  

2、隔离变压器  

3、共模扼流圈  

4、光电耦合器  

5、光纤传输  

三、抑制静电放电干扰的方法:  

1、防止静电的产生  

2、介质绝缘隔离层  

3、金属屏蔽层  

4、I/O电路的传导ESD防护。包括:在I/O端口串联电阻,减小ESD放电电流。采用瞬态电压抑制器TVS管。采用低通滤波器和共模滤波器。  


来源:电磁兼容之家
电源电路电磁兼容电子电场
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-01-08
最近编辑:7月前
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你会算DC-DC电感值吗?这篇手把手教你

引言:DC-DC的电感值通常我们很少计算,会直接选择手册里面推荐的值,这在通常场景下快速展开设计和选型没有问题,但是当有特别的电源需求时,就需要自己手动计算电感并选型,才能满足我们的设计指标,本节以降压DC-DC为例讲解如何计算并选择电感。PART 01 降压DC-DC的运转环路 图15-1:Q1导通时的电流环路如图15-1是在降压型DC-DC中,当开关器件Q1导通时,电流从Vin通过电感L给输出平滑电容Cout充电,并提供输出电流Iout。此时电感L上流过的电流会产生磁场,以此将电能变换成磁能并储存起来。图15-2:Q2关断时的电流环路如图15-2,当开关器件Q1关断时,续流二极管Q2导通,电感L里储存的能量向输出侧释放。在Q1导通阶段Cout已经储满电量,Q刚进入关断时,电感L反向电动势维持输出电流Iout,而后电感能量减弱,Cout就会开始参与放电维持Iout,注意看电容蓝色电流虚线。PART 02 电感的电流波形 图15-3:流经电感L的电流波形如图15-3是流经电感L的电流波形,Iout是电感电流的平均值。图15-1里开关器件Q1导通时电感L流过的电流,Q1导通ON的时间Ton,电感L上施加的电压VL(ON)用下式来表示:其中VIN:输入电压;VSW:Q1导通时的压降;VOUT:输出电压本身具有电感成分的电感L的电压VL和电流IL的关系用下式表示:由公式(2)可以判断出给电感施加一定的电压,电压和反向电流会按照V/L的斜率增加,ILT是开关器件Q1在导通之前瞬间的电流,ILP是开关器件Q1在关断之前瞬间的电流。Ton时间段中电感流过的电流变化量可以根据公式(1)和公式(2)表示为下面公式。接着我们来求开关器件Q1在OFF时电感L流过的电流,Q1在OFF时,电感L上应加的电压VL(OFF)根据图15-2可以表示为下面公式:其中VD:Q2的正向压降;VOUT:输出电压通过公式(2)和公式(4),可以计算OFF时器件电感L的电流变化量因为电感L流过电流的电荷量与输出电流的电荷量基本相等(伏秒定律),所以下面公式成立:用公式(3)和公式(6)可以求出ON时器件的ILP:用公式(5)和公式(6)可以求出OFF时器件的ILP,下面公式成立:PART 03 On duty的计算 On Duty是相对于开关振荡周期Tsw,开关器件的导通时间的比率。用下面公式表示:从公式(7)、(8)、(9)可以求出D,如下面公式:对于公式(10),如果忽略开关器件Q1的压降VSW和二极管Q2的压降,可以得到On Duty由输入电压和输出电压的比来决定:PART 04 线圈电流的最大值 由公式(9)和公式(10)可以算出Ton如下式:把公式(12)代入到公式(7),可以得到电感L的电流最大值ILP如下式:把公式(13)代入到公式(6),可以得到电感L的电流最小值ILT如下式:电流的变化量 (ILP-ILT) 如下式:由公式(13)和公式(15)可以推出最大电流和电流变化量随着电感L的增大、开关频率提高,电流值会减小。PART 05 电感值的计算 流过电感L电流的变化量 (ILP-ILT) 和输出电流Iout的比是电流纹波比R把公式(15)代入到公式(16)由公式(17)求出的电感L值的公式如下:当输出电压VOUT很高的时候,公式可以简化如下:要缩小R的话,增大电感,抑制ΔIL就可以了,但是电感器变大,变得不实用,所以降压型转换器通常设定在0.2~0.5的范围内。PART 06 线圈能流过的最大电流 电感能流过的最大电流可以用下式求得:电感流过的电流是输出电流+纹波电流。输出短路等故障发生时,负载过渡状态中,没有软启动功能的IC在电源上升时,有时电感电流会超过上述计算的最大电流。在过渡状态下,电感电流可能会增加到IC的开关电流限制值。因此,最安全的方法不是按照大于电感电流最大值选择电感,而是选择额定饱和电流大于开关电流限制值的电感。PART 07 线圈流过的有效电流 三角波的有效值如下式表示:把公式(13)和公式(14)代入公式(20)可以得到下列公式:PART 08 电感计算实例 首先列出降压型转换器的动作条件- 输入电压:VIN=12V- 输出电压:VOUT=3.3V- 输出电流:Iout=2A- 输出电流纹波比:R=0.3- 开关器件 Q1 导通时的压降:VSW=0.30- 续流二极管Q2的正向压降:VD=0.26,同步整流的时候,按照下管开关器件Q2在导通时的压降进行计算。- 开关频率:fsw=380kHz代入公式(18-1)和公式(18-2),求电感的感量,由公式(18-1)得:由公式(18-2)得:由公式(19)计算电感的最大电流:由公式(20)计算电感的额定有效电流:在设计的时候,选择满足计算值的电感,选择最接近的标准值10µH。选择的电感值和计算值有差异的时候,用公式(17)计算电流纹波值R,把这个值代入公式(19),再次计算线圈的最大电流:来源:电磁兼容之家

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