开关电源中缩环电容对EMC的影响

B站影视 2024-12-22 16:48 7

摘要:在做电源FAE(现场应用工程师)的工作中,我们经常遇到客户产品的EMC(电磁兼容性)超标问题。有的是单独电源超标、有的是单独电源有余量,带上系统负载(比如家电或工业控制板的主板供电)接入后出现EMC超标的情况。

在做电源FAE(现场应用工程师)的工作中,我们经常遇到客户产品的EMC(电磁兼容性)超标问题。有的是单独电源超标、有的是单独电源有余量,带上系统负载(比如家电或工业控制板的主板供电)接入后出现EMC超标的情况。

客户的应用场景非常广泛,所以在整改过程遇到了各种应用场景的案例,从而在整改调试中积累了很多的改善方案。其中发现很多是由PCB layout的影响,“缩环”是一个重要的解决方案。

1. 什么是缩环电容?

缩环电容是指在电源电路中使用电容器来减少噪声传播。它通常放置在噪声源和敏感区域之间,通过提供低阻抗路径来吸收高频噪声,从而降低电磁干扰。

2. 缩环电容如何影响EMC?

减少噪声辐射:通过吸收电源回路中的高频噪声,减少电磁波的辐射。优化电流回路:缩环电容能提供低阻抗路径,减少噪声的传播,优化电流流动。降低共模干扰:与其他滤波元件配合使用,减少干扰信号在系统中的传递。

3. 电源系统负载对EMC的影响

电源单独测试时EMC通常良好,但与负载连接后,EMC表现可能变差。这是因为负载会引起电源状态变化,导致噪声增加。此时,合理布局缩环电容可以改善整体EMC表现。

4. 缩环电容的应用经验

选择合适的电容:根据电源的工作频率选择适合的电容(如陶瓷电容或铝电解电容)。优化布局:将电容放置在噪声源附近,确保它能有效抑制干扰。增加电容数量:在噪声较大的区域增加电容,达到更好的滤波效果。

增加10 nF旁路电容降低等效的大电解电容环路面积

缩环电容

缩环电容位置

● 初级侧高di/dt 的环路可以耦合至:

– 次级电路

– EMI 滤波元件

– 输出电缆

● 所有这些会带来EMI问题

● 高di/dt的电流会优先选择最小环路面积的路径流动 (楞次定律)

缩环前后余量对比

缩环电容是解决电源EMC问题的有效工具,通过优化电源电路中的电容布局,可以显著降低噪声,提升电源系统的电磁兼容性。在实际应用中,根据不同的电源和负载情况,灵活调整电容的选择和布局,能够更好地应对EMC挑战。

来源:小周科技论

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