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紧凑型180W开关电源的传导测试案例分析
2018-09-10     来源:物联网战略及电磁兼容    浏览:61    评论:0        
导读:Interleave-PFC和LLC架构,150kHz和200kHz传导有问题,满载PFC工作频率在100k,LLC的工作频率在80kHz,现在主要是200KHZ这里超标。超标原因分析如下,供大家参考。1.原理图参考如下:2.测试传导曲线如下:

Interleave-PFC和LLC架构,150kHz和200kHz传导有问题,满载PFC工作频率在100k,LLC的工作频率在80kHz,现在主要是200KHZ这里超标。超标原因分析如下,供大家参考。

1.原理图参考如下:

2.测试传导曲线如下:

通过上面的测试传导曲线可以看出:传导在低频部分时<1MHZ时主要是差模干扰为主;进行EMI的快速设计和验证最简单的方法,优化一下输入滤波器的参数就能搞定设计;比如对于差模干扰,我们可以增加X电容容量,调整差模电感,适当增加共模电感的感量都可以通过设计。但这个项目显然有点异常,其初始测试时传导没有超标,工作发热后超标5dB; 由此要搞清楚超标的原理再进行对策分析。

3.分析输入EMI 滤波电路及关键参数设计:

进行上述相关测试结果反馈:第一颗是900uH第二颗是14mH现在是产品开热才会变差刚开始测的时候 大概有-5dB 温度热起来后 200KHZ 这里就慢慢变差了其他频段没问题 ;我把第二颗改到18mH 没有帮助。

测试优化:将第一颗改到1.5mH 再把x电容改为1.5uF就可以解决。

机理分析:测试一下系统的的第一级&第二级的共模电感,它的温升差异或温度变化情况;再或者两个共模电感工作起来后温度均会很高。

1.跟电路板的安装和系统散热有关系。同时根据电流的方向:用右手法则 判断一下 两个共模电感的磁场方向。

2.2级共模电感 理论上的设计安装温度 不会超过5度左右

3. 检查产品的第一级 和 第二级的共模 电感 在PCB上的封装是否一样?

看是否有可能将电感量大的放在第一级,后面放小的。 调换一下位置。

检查产品的结构情况发现是适配器的结构,空间体积小;散热是较大的问题,即共模电感封装不一样第一颗是13*7*5   第二颗是22*14*10 如下图:

工程师反馈系统的确认温度两共模电感温度差不多 但是高温的时候已经到105度了,还有上升的趋势。

A.进行共模电感的设计规格参数分析:

900uH-0.75mm

14mH-0.8mm

通过提供的共模电感的参数情况我确认共模电感的电流及磁芯选用,没有问题;共模电感工作理论上是不会有这么高的温度!进行系统的这个热源分析:散热器旁边那颗小的是共模 大的也是共模最左边的是BD后面的差模;小环是双线并绕那么测试的共模电感的温度 是由于PFC电感和LLC变压器 热辐射引起的。这个有可能 因为是无风的设计,系统整体的温度都很高。

高温会带来共模电感的哪些细节参数的变化?分析如下:

共模感用的磁芯材料的温度特性分析

由下图可知导磁率ui到某个温度范围的时候会急剧下降!

结论:温度特性会影响共模电感材料的导磁率;从而影响共模电感的阻抗特性。

共模电感的磁芯 受温度变化 其导磁率发生变化;其电感量随着温度的变化而变化下降,从测试的曲线主要是低频的影响最大;用下面的方法改善:

1.把前级的X电容 再增大,增加到1.5uF/2uF

2.把整流后的差模 电感L1的感量再增大

3.最好的优化方法更改第一级的共模电感为1.5mH-5mH留有足够的设计裕量。

4.如果有条件能降低系统的温度设计还能带来更好的可靠性设计问题。

实际的测试结果:

在实际测试时将第一级的共模电感改成1.5mH 再配合x电容改大 效果ok。

总结:

我的EMI的传导的快速设计理论,还是推荐伙伴们,优化EMI滤波器来搞定设计。在散热条件不佳的情况下,要注意高温对磁性参数的影响。

 

 
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