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  • 緊湊型180W開關電源的傳導測試案例分析
    緊湊型180W開關電源的傳導測試案例分析
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  •   發布日期: 2018-08-14  瀏覽次數: 1,350

    老師,interleave-pfc和LLC架構,150kHz和200kHz傳導有問題,滿載pfc工作頻率在100k,LLC的工作頻率在80kHz,現在主要是200KHZ這里超標;工作發熱后!請問一下能給點意見嗎?謝謝。

    1.項目參考原理圖如下:

    2.測試傳導曲線如下:

    通過上面的測試傳導曲線可以看出:傳導在低頻部分時<1MHZ時主要是差模干擾為主;進行EMI的快速設計和驗證最簡單的方法,優化一下輸入濾波器的參數就能搞定設計;比如對于差模干擾,我們可以增加X電容容量,調整差模電感,適當增加共模電感的感量都可以通過設計!但這個項目顯然有點異常,其初始測試時傳導沒有超標,工作發熱后超標5dB; 由此要搞清楚超標的原理再進行對策分析!

    3.分析輸入EMI 濾波電路及關鍵參數設計:

    進行上述相關測試結果反饋:第一顆是900uH第二顆是14mH現在是產品開熱才會變差剛開始測的時候 大概有-5dB 溫度熱起來后 200KHZ 這里就慢慢變差了其他頻段沒問題 ;我把第二顆改到18mH 沒有幫助!

    測試優化:將第一顆改到1.5mH 再把x電容改為1.5uF就可以解決!

    機理分析:測試一下系統的的第一級&第二級的共模電感,它的溫升差異或溫度變化情況;再或者兩個共模電感工作起來后溫度均會很高!

    1.跟電路板的安裝和系統散熱有關系。同時根據電流的方向:用右手法則 判斷一下 兩個共模電感的磁場方向。

    2.2級共模電感 理論上的設計安裝溫度 不會超過5度左右

    3. 檢查產品的第一級 和 第二級的共模 電感 在PCB上的封裝是否一樣?

    看是否有可能將電感量大的放在第一級,后面放小的。 調換一下位置!

    檢查產品的結構情況發現是適配器的結構,空間體積小;散熱是較大的問題!即共模電感封裝不一樣第一顆是13*7*5   第二顆是22*14*10 如下圖:

    設計師反饋系統的確認溫度兩共模電感溫度差不多 但是高溫的時候已經到105度了,還有上升的趨勢!

    A.進行共模電感的設計規格參數分析:

    900uH-0.75mm

    14mH-0.8mm

    通過提供的共模電感的參數情況我確認共模電感的電流及磁芯選用,沒有問題;共模電感工作理論上是不會有這么高的溫度!進行系統的這個熱源分析:散熱器旁邊那顆小的是共模 大的也是共模最左邊的是BD后面的差模;小環是雙線并繞那么測試的共模電感的溫度 是由于PFC電感和LLC變壓器 熱輻射引起的。這個有可能 因為是無風的設計!系統整體的溫度都很高!!

    高溫會帶來共模電感的哪些細節參數的變化?分析如下:

    共模感用的磁芯材料的溫度特性分析

    由下圖可知導磁率ui到某個溫度范圍的時候會急劇下降!

    結論:溫度特性會影響共模電感材料的導磁率;從而影響共模電感的阻抗特性!

    共模電感的磁芯 受溫度變化 其導磁率發生變化;其電感量隨著溫度的變化而變化下降!從測試的曲線主要是低頻的影響最大;用下面的方法改善:

    1.把前級的X電容 再增大,增加到1.5uF/2uF

    2.把整流后的差模 電感L1的感量再增大

    3.最好的優化方法更改第一級的共模電感為1.5mH-5mH留有足夠的設計裕量!

    4.如果有條件能降低系統的溫度設計還能帶來更好的可靠性設計問題!

    實際的測試結果:

    在實際測試時將第一級的共模電感改成1.5mH 再配合x電容改大 效果ok!

    總結:

    我的EMI的傳導的快速設計理論:還是推薦伙伴們,優化EMI濾波器來搞定設計!在散熱條件不佳的情況下,要注意高溫對磁性參數的影響;

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    開關電源:EMC的分析與設計

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