辐射发射(RE)宽带噪声干扰的分析与整改
非周期性干扰信号频谱是连续的,也是收敛的,非周期性信号每个取样段的频谱不一样,故其频谱很宽,强度相对较弱,通常称为宽带干扰,宽带噪声通常是由开关电源产生。
01、工作模式定位法
对于开关电源产品其噪声强度大小往往取决于负载状态,工作模式,因为在不同负载状态下其开关频率不同,激励源也随之改变;不同负载状态下工作模式不同,不同工作模式下噪声源随之改变,例如反激电源工作连续模式下与断续模式下,寄生振荡不同;不同工作模式下噪声电压、噪声电流不同,例如低压大电流模式下,di/dt能量相对较大,高压小电流模式下,dv/dt能量相对较小。
对于AC转DC电源产品,通过改变AC输入端的电压,可以改变原边电路的工作状态,如果噪声随之改变说明噪声源来自初级。对于PFC电路来说即可以通过改变AC输入端电压的方式来判断,也可以通过将PFC电路断开,提高AC输入端电压的方式来辅助判断噪声是否来自于PFC电路。
【备注说明】工作模式改变包括电流模式、软开与硬开、占空比、开关频率状态的等改变。
02、极限参数定位法
由于开关电源产品的特性,同一个噪声频点可能来自不同的电路模块,给问题的定位带来很多困难,有时很难区分,而对功率开关器件增加极限参数,可以帮助我们快速定位干扰源的具体位置。
【备注说明】:极限参数定位法主要针对功率开关器件、比如功率开关MOS管、开关二极管的吸收参数、驱动信号参数等。
03、环路改变法
高频电流环路面积大小对辐射骚扰场强发射影响巨大,缩小环路面积,降低环路中的高频电流是解决环路辐射问题的重要方法。PCB Layout完成后,通常信号环路面积就已经确定,而改变环路面积大小的最简单方法就是增加高频旁路电容,缩小高频环路。而降低环路中高频电流最简单的方法就是在环路中增加高频磁珠,衰减环路中的高频电流。
【备注说明】高频旁路电容要根据噪声频率选择合适的电容,且需了解要旁路的高频电流环路路径轨迹;抑制环路中高频电流时,需要选择对应噪声频点衰减较大的磁珠。
04、电压电流波形定位法
开关电源部分的宽带噪声很多来源于寄生振荡,寄生振荡在电压与电流波形上往往有明显体现。通过量测电压与电流波形,观察电压电流波形振荡频率与辐射骚扰场强测试的频率是否相对应,并增加对策来抑制电压电流振荡频率,再测试确认噪声频点改善情况。
【备注说明】:寄生振荡通常是由器件寄生参数与PCB Layout寄生参数产生,而通过改变器件寄生参数,或者改变PCB Layout寄生参数可以抑制寄生振荡。改变器件寄生参数可以通过更换器件,增加吸收电路来实现。