Charge部分的LAYOUT对EMC的影响
一.前言:
EMC的对策中,PCB板的设计是重点,如果忽视这一对策,即使成品在完成阶段追加其它对策也不能达到理想的要求。最后只能使其成本COST UP、浪费更多的时间。故提出—CHARGE 部分的LAYOUT,对EMC的影响,这一专题进行实验。
二.要求:
1.以7053 LIEBERT半成品Charge部分(见图1)作Layout改动的实验对象。
2.实验前要确认CHARGE部分在正常工作状态。
3.实验前确认测试环境指数为相同DB数。
4.在每次实验过程中保持测试空间位置、输入线、输出线的摆放位置尽可能的相同。
(图1)
三.实验过程:
动作1:改变CO6的接地位置,将其接至TX2第8 PIN的地。
CONDUCTION:在LINEMODE状态下:the awful truth
(1L)(C1L) CONDU CTION:在BATMODE状态下:
(1B)(C1B)发布会英文
RADLATION:在LINEMODE状态下:见图2红色波形(为未动作前)与蓝色波形(为动作后)的比较。
bad boys(图2)
RADLATION:在BATMODE状态下:见图3红色波形(为未动作前)与蓝色波形(为动作后)的比较。
(图3)
结果:在LINEMODE状态下测得图C1L(在动作后的波形)与1L(在未动作前的波形)的波形图比较得出,在0.15~30MHZ频率范围内,干扰信号下降3~8个dB。
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由图2可知30~84MHZ频率范围内有降低一个尖峰,即此动作对RADLATION也有效。
在BATMODE状态下测得图C1B(在动作后的波形)与1B(在未动作前的波形)的波形图比较,干扰在1~10MHz频率范围内有明显下降。
由图3可知此动作对RADLATION有效,但效果不明显。
(待研究在CHARGE部的滤波电容接地端与变压器接地端相接在其它机种是否同样能减小对 CONDU CTION的干扰。)
动作2 :在动作1的基础上将CHG-I-S信号到R01的连线变短、加粗(原为0.25mm的连线,现短接如示意图A中蓝色的线)。
结果:测得波形图C2L、C2B与C1L、C1B的波形图比较,明显在LINEMODE状态0.15~10MHZ 的频率范围,波形有所改善。即动作为有效。在BATMODE状态下变化不明显。
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(图C)(图D)
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(C2L)(C2B)
动作3:直接将Q02 S极短接跳线至R01,再从R01短接跳线到CN4的3 PIN(见图B中绿色的连线)。
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(C3L) (C3B)
RADLATION的测试:
LINEMODE:见图4红色波形(为动作2)蓝色波形(为此次动作)的比较。
(图4)
BATMODE:见图5红色波形(为动作2)蓝色波形(为此次动作)的比较。
(图5)
结果:测得图C3L、C3B与C2L、C2B的波形比较,在LINEMODE状态下0.15~10MHZ频率范围内下降5~10DB。(待研究在其它机种上开关管S极走线,对CONDUCTION的干扰。)
在BATMODE状态下1~10MHZ,波形比动作2有明显改善。
此次动作对RADLATION为有效。见波形分析可知在30~84MHZ频率范围内LINEMODE、BATMODE均有降低。
动作4:在动作3的基础上,将R01短接到CN4 3 PIN的连线变短、变粗。
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(C4L)(C4B)
结果:波形比较后,在LINEMODE状态下,波形是有改善的。在BATMODE状态下0.15~1MHZ频率范围内干扰下降。
动作5:在动作4的基础上,将R01→C100→Q02 S极接至一个平面点。
(C5L) (C5B)
RADLATION:
LINEMODE:见图6红色波形(为动作3)蓝色波形(为此次动作)的比较。
BATMODE:见图7红色波形(为动作3)蓝色波形(为此次动作)的比较。
(图7)
结果:在波形C5L、C5B与C4L、C4B比效,BATMODE下,0.15~1MHZ的频率范围内干扰下降3~8dB,即此动作有效。
RADLATION测试时在BATMODE 30~84MHZ频率范围内改善明显。
动作6:在动作2的基础上,将Q02 S极→R01→C100接到一个点面上,再由一点接到CN4 的3 PIN。
(见图D中蓝色线示)
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(C6L)(C6B)
结果:见C6L、C6B与C2L、C2B比较结果得出,0.15~10MHZ频率范围内干扰下降3~7个dB此动作能有效的降低干扰。BATMODE状态下变化不明显。
动作7:在动作4的基础上,将Q02 S极接至CN4 3PIN的连线贴PCB板绕多几圈。
结果:见波形C8L、C8B与C4L、C4B作比较,可见线走得曲路越多、干扰越大。见BATMODE状态下,见波形明显干扰变大。
(C7L) (C7B)
以上几次动作均在没有取掉输出线上的CORE、作CONDUCTION时没带LOAD的情况下测试。
动作8:在动作6的基础上(选择干扰最小的情况下)取掉输出线的CORE。
A:在LINEMODE状态,不带LOAD的情况下。
(N1L)(N1B)
B:在LINEMODE状态,带LOAD的情况下。
(L1L)(Y1L)
C:在BATMODE状态,带LOAD的情况下。
(L1B)(Y1B)
结果:A 在未带LOAD的情况下,见N1L、N1B与1L、1B相比较,LINEMODE、BATMODE状态下干扰均有下降,改动后对CONDUCTION更有效
B 带LOAD的情况下,LINEMODE状态下L1L(在未改动前波形)与Y1L(改动后的波形)
比较。对CHARGE部分改动,更能降低干扰,
C 带LOAD的情况下,BATMODE状态下L1B(在未改动前波形)与Y1B(改动后的波
形)比较,LAYOUT对CHARGE部分修改能有效的降低干扰。
三.结论:
1.根据动作1结果说明:变压器的一次侧与二次侧间存在分布电容Cd,一次侧的高频电压通过。
这些分布电容将直接耦合到二次侧上去,在二次侧的二条输出直流电源上产生相位的共模噪
声。如果二线对地阻抗不平衡,还会转变成差模噪声。即将C06的地接与TX2的8PIN地上:
A:减小地回路面积,B:使两线对地阻抗平衡,减小干扰。
2.根据动作2、3、4、5得出:1号环路面积的越大对CONDUCTION的干扰越大。
gone原理分析:脉冲变压器次级、开关管、滤波电容构成高频开关电流环路能产生较大的空间辐
射,电容滤波不足则高频电流将以差模形式混在输出直流电压上。影响电子电路的正常工作。
对策:LAYOUT 过程中将减小变压器、开关管、电容的环路面积;电容尽可能的靠近晶体开
关管,走粗、大铜箔。
3.根据动作5结果说明:CHG-I-S强信号线对电路中各种连线为弱信号线易产生共阻抗干扰。在LAYOUT布线时将回路中连线分开布置。