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?電源端傳導騷擾問題分析與定位

更新時間：2024-05-16 點擊次數：491

01. 電源端傳導騷擾測試本質

根據電源端傳導騷擾測試原理分析可知，其本質是檢測流過LISN電阻上的電流大小，這個電流即包含差模電流成分，也包含共模電流成分。

02. 電源端傳導騷擾測試問題解決思路

由電源端傳導騷擾測試的本質可知，解決問題的主要思路，是降低流過LISN電阻上的電流（差模電流與共模電流）。主要解決方案是在AC輸入端增加電源濾波器抑制流過LISN電阻的電流，濾波器包含差模干擾濾波與共模干擾濾波兩種；或者從源頭上降低噪聲電流，從傳播路徑上降低噪聲耦合能量。

03. 電源端傳導騷擾定位方法

沒有定位的整改效率非常低下，有時會撞的頭破血流，還茫然無措。電源端傳導騷擾問題的定位，應根據其測試原理，結合騷擾耦合機理進行分析。

根據測試數據分析定位

可以依據測試數據超標頻點的特征進行定位分析，超標頻點之間是否存在倍頻關系，超頻頻點是否為某個開關電源的工作頻率及倍頻點；超標頻點是單根尖峰干擾，還是表現為寬帶噪聲干擾。

多個尖峰頻點超標，且頻點與頻點之間間隔存在倍頻關系，這種情況通常是某開關頻率噪聲及其高次諧波干擾，低頻段除超標頻點外整體余量滿足要求，說明噪聲干擾是通過空間耦合的方式將AC輸入端濾波器旁路，或者在濾波器元件產生感應噪聲進入LISN。

電源端傳導騷擾測試數據（一）

多個頻點超標，且頻點與頻點之間間隔不存在倍頻關系，低頻段整個頻段內整體飄高，這種情況通常是AC輸入端電源濾波器，因為近場耦合被旁路或者部分旁路，或者電源濾波器出現諧振（通常是LC串聯諧振），造成濾波器插入損耗降低，噪聲進入LISN。

電源端傳導騷擾測試數據（二）

單個頻點或者單個頻點寬帶噪聲超標，其它頻點都符合余量管控要求，這種情況基本是有源頭諧振頻點產生，且AC輸入端電源濾波器的插入損耗不夠，或者諧振噪聲沒有經過濾波器衰減，直接被LISN檢測到。

電源端傳導騷擾測試數據（三）

單個尖峰頻點超標，其它頻點都符合余量管控要求，這種情況基本是有開關頻率噪聲通過空間耦合的方式，在AC輸入端電源濾波器元件上產生感應噪聲，即噪聲沒有經過濾波器衰減，直接被LISN檢測到。

電源端傳導騷擾測試數據（四）

使用頻譜分析儀和示波器輔助定位

示波器是硬件工程師工具，頻譜分析儀是EMC工程師整改的利器，兩者有機結合可以快速打開通往整改成功的大門。利用頻譜分析儀的圓形探頭搜索干擾源的區域位置；使用尖形探針尋找干擾源的具體位置。

對于開關電源的高壓部分，無法通過頻譜分析儀確認干擾源的具體位置，則可以通過示波器測量關鍵點的電壓與電流波形的方式，進行輔助判斷干擾源的位置

示波器測量到的某電壓輸出寄生振蕩波形圖

備注：不可以使用頻譜分析儀的尖形探頭，直接量測電壓≧48V的噪聲源。使用示波器測量開關電源端初級電壓波形時，注意示波器電源線應用2芯電源線（不含接地PE地線），否則冷熱地短路會出現炸機現象。

使用磁環或共模電感進行輔助定位

磁環不僅可以應用于輻射發射問題的定位，同樣可以應用于電源端傳導問題的定位。磁環的簡單使用方法是：在輸入AC電源線上增加磁環繞N圈（具體圈數根據濾波頻段及磁環材質而定），判斷電源濾波器插入損耗設計的合理性。

不同規格的磁環

對于電源端傳導問題，尤其是整頻段都漂高的情況，不確定輸入端AC電源濾波器是否存在空間耦合及濾波器是否存在諧振時，可以增加共模電感（板內濾波器相同的共模電感）短路板內共模電感的的方式進行輔助分析判斷。

UC系列共模電感

04. 電源端傳導騷擾問題分析與調試

電源端傳導騷擾問題整改思維導讀

磁性器件空間磁場耦合傳導問題整改解析

物理學知識告訴我們，通電的導體周圍存在磁場，且磁力線總是要形成閉合的回路。根據法拉第電磁感應定律可知，磁場穿過閉合的環路時，可以產生感應電動勢和感應電流，即磁生電。

通電導體磁場輻射大小主要影響因素是：電流強度、空間距離，頻率。在工作頻率與工作電流額定的情況下，通過增加空間距離的方式衰減磁場是行之有效的手段。磁性器件磁場輻射問題在電源端傳導騷擾整改過程中時有發生，且越來越受工程師重視，解決磁性器件磁場耦合的主要方法是：

ü使用磁屏蔽器件（磁屏蔽電感）

ü使用漏磁場很小的器件（環形電感、環形磁芯的元件）

ü增加磁場輻射元件與敏感器件、電路之間的距離。

ü降低磁場輻射元件的電流變化率di/dt。

ü磁性元件之間的互感耦合可以通過拉大兩者之間的距離或者改變兩者之間的磁場方向，即使兩者之間的磁場平行。

ü改變磁性器件的繞線方式，減小磁場耦合。

"工"字型非磁屏蔽電感因低廉的制造成本，被廣泛應用于Buck電路、Boost電路、以及功放輸出LC濾波電路。也因電感低頻磁場輻射耦合到開關電源輸入級，導致電源端傳導測試超標。在PCB設計階段應嚴格控制兩者之間的距離，在距離無法滿足的情況下優選磁屏蔽電感或者環形電感。