電源適配器的電磁兼容傳導(dǎo)騷擾對(duì)策案例分析

卓存明，陳啟春

（1.國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，深圳 518055；2.深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測研究院，深圳 518055）

電源適配器被廣泛應(yīng)用于很多電子產(chǎn)品。其電磁兼容問題越來越倍受大家關(guān)注。尤其是便攜式的產(chǎn)品采用的電源，在國抽，省抽，市抽中，傳導(dǎo)騷擾不合格占的比例較大，本文通過對(duì)其一款便攜式通訊產(chǎn)品的電源適配器的對(duì)策，且從對(duì)策前后電磁兼容的角度進(jìn)行分析，提出合理的對(duì)策方案，以便對(duì)同類的研發(fā)企業(yè)在研發(fā)過程中有所幫助。

1 傳導(dǎo)騷擾的測試原理

人工電源網(wǎng)絡(luò)和測量接收機(jī)是傳導(dǎo)騷擾電壓測試的主要設(shè)備，傳導(dǎo)騷擾測試系統(tǒng)布置圖如圖1所示。CISPR 16-1-2 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了在 0.15～30 MHz 頻率范圍內(nèi)采用 50Ω/50μH V 型人工電源網(wǎng)絡(luò)。此外測量接收機(jī)還需同時(shí)具備準(zhǔn)峰值和平均值檢波能力。

電源線的傳導(dǎo)騷擾測試可以等效為圖1所示的測量電路圖。

圖1

1.1 電源線上的差模和共模騷擾

電源線上的電磁騷擾一般分為兩類，共模擾信號(hào)和差摸騷擾信號(hào)。對(duì)任何電源系統(tǒng)內(nèi)的傳導(dǎo)騷擾信號(hào)，都可用共模和差模騷擾信號(hào)來表示，并且可把共模騷擾信號(hào)Ic和差模騷號(hào)Id看作獨(dú)立的騷擾源，這樣可以把L-E，N-E和L-N看作獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)端口，以便分析電源傳導(dǎo)騷擾的影響因素和有關(guān)的抑制措施。

圖2

1.2 通訊類電源傳導(dǎo)騷擾限值（見表1）

表1 傳導(dǎo)騷擾電壓限值

2 電源適配器摸底測試結(jié)果

電源適配器是通訊類產(chǎn)品提供電能的必需品，但是在其設(shè)計(jì)初期沒有對(duì)相關(guān)的電磁兼容進(jìn)行整理的考慮，必將產(chǎn)生相關(guān)的電磁兼容問題，通過電網(wǎng)干擾周圍的設(shè)備的正常工作。下圖是一款電源適配器的摸底測試圖。

2.1 電源適配器L傳導(dǎo)測試數(shù)據(jù)（見圖3）

2.2 電源適配器N傳導(dǎo)騷擾測試數(shù)據(jù)（見圖4）

圖3

圖4

3 對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析

通過上述圖形分析，不能滿足要求的頻段在150Khz-10Mhz之間，根據(jù)前面的分析，不合格的問題主要是來自于差摸成分引起，差摸嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致在電源適配里向共模轉(zhuǎn)換，造成整個(gè)頻段超標(biāo)。

3.1 電源適配的布線進(jìn)行分析

通過對(duì)適配器的布線進(jìn)行分析，現(xiàn)在存在的Y電容，在初次級(jí)之間形成了一個(gè)很大的環(huán)路，圖中畫紅圈的地方是Y電容的位置，環(huán)的的大小見圖中黑色曲線所形成的位置所示。

3.2 差摸和共模的轉(zhuǎn)變

共模電流可能與所設(shè)計(jì)的信號(hào)源無關(guān)，也可能共模電流中的一部分與信號(hào)電流有關(guān)。

當(dāng)存在兩個(gè)不同的阻抗的信號(hào)線時(shí)，差摸和共模就可以互相轉(zhuǎn)變，對(duì)于RF，這些阻抗主要是由與走線的物理布線相關(guān)的導(dǎo)線和Y電容決定。對(duì)于大部分的PCB板布線來說，設(shè)計(jì)工程師主要控制網(wǎng)絡(luò)中的寄生電容和電感，使其最小，從而避免差摸和共模電流的產(chǎn)生。另外上述標(biāo)出的環(huán)路面積過大，造成差摸成本嚴(yán)重超標(biāo)，根據(jù)上述的描述，差摸還會(huì)向共模轉(zhuǎn)化，根據(jù)此分析和本人的經(jīng)驗(yàn)，決定改變Y電容的位置。

4 對(duì)策措施

根據(jù)上述的理論分析，將調(diào)整電源適配中Y電容的位置，減小環(huán)路面積，這樣初次級(jí)之間的環(huán)路面積大大減小，環(huán)路面積減小，會(huì)引起差摸干擾變小，差摸向共模轉(zhuǎn)化的成分也減小，改變后見圖6。

6 對(duì)策后測試結(jié)果

對(duì)改變電容位置后的測試結(jié)果如下：

圖5

圖6

6.1 電源L線測試數(shù)據(jù)（見圖7）

圖7 電源線L測試結(jié)果圖

6.2 電源N線測試數(shù)據(jù)（見圖8）

圖8 電源線N測試結(jié)果圖

7 結(jié)束語

便攜式電源適配器在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要對(duì)原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)同時(shí)，而且也要在PCB板的設(shè)計(jì)時(shí)，元器件的擺放，環(huán)路面積的控制也至關(guān)重要，只有在設(shè)計(jì)時(shí)，全方位進(jìn)行考慮，這樣才能保證生產(chǎn)出的適配器才能滿足電磁兼容的要求。