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分析模块电源EMI

作者:广州市爱浦电子来源:原创 日期:2018年12月6日 09:31

​测试传导EMI 的线路图

 

LISN— Line Impedance

Stabilization Network 源阻抗稳定网络(人工电源网络)。

LISN 是电力系统中电磁兼容中的一项重要辅助设备。它可以隔离电网干扰,提供稳定的测试阻抗,并起到滤波的作用。

LISN 是在进行传导干扰发射测试中,为了客观地考核受试设备(DUT)的干扰,在电网与受试设备之间加入的网络。该网络具有以下功能:

1)、在规定的频率范围内提供一个规定的稳定的线路阻抗。由于电网受各种因素影响,使其线路阻抗不稳定。可是,在传导干扰的测量中,阻抗是非常重要的。为了用电压法在进行传导发射电压的测量中能有一个统一的测试条件,而人为的拟制一个稳定的线路阻抗。一般在射频段提供50Ω网络阻抗。

2)、LISN 将电网与受试设备进行隔离。供给DUT 的电源必须是纯净的。否则,电网将会向DUT 注入干扰,EUT 也会向电网馈入干扰,这就会在EMC分析仪上搞不清哪些是EUT 上的干扰。所以,只有将二者隔离,测量结果才是有效的。

3)、利用LISN 的高通滤波器使DUT 产生的干扰信号耦合至EMC 分析仪上,并阻止电网电压加至EMC 分析仪。供电电源可以是直流,也可以是交流,图中用直流电压源表示,负载用直流电流源表示。

A:在供电电源低频段,上述EMI 测试线路可等效为:

 

 

此时L1 和L2 可等效为短路,C1 和C2 可等效为开路,低频电流(功率电流部分)不会流入LISN 的两个测试电阻,LISN 不影响开关电源的正常工作点。

B:在EMI 标准规定的频段内,上述EMI 测试线路可等效为:

 

此时L1 和L2 可等效为开路,C1 和C2 可等效为短路,无高频分量的输入电压源和负载也可分别等效为短路及开路,开关电源用其EMI 等效电路等效,它产生的EMI 因LISN 的存在,不会流进输入,而直接流进LISN 的两个电阻,其等效电路如下:

电阻R1 和电阻R2 两端的电压可以用如下式子进行标示:

 

V1(t) 和 V2(t) 分别是线1和线2上的EMI噪声电压,测试时用其频谱标示,单位为dB/uV,从这个等效电路可初步判断,开关电源产生传导EMI 的根源是开关电源内的高频源及到负载之途径的阻抗。实际交流电源的差模噪声是由摇摆的(脉动)电流产生的——但差模噪声源与电压源(电流在阻抗上形成一定的电压)更为相似。另一方面,共模噪声是由摇摆的电压引起的(快速变化的电压在寄生电容上形成快速变化的电流),但共模噪声源更像是电流源。这正是共模噪声更“顽固”的原因,像任何电流源一样,它们要求有流通的回路。因为其路径包括机架,所以外壳变成了高频天线。

一个开关电源的传导EMI 等效电路,可用下面的一般结构加以表示:

 

 

从传导EMI 等效电路可知,产生传导EMI 的根源有三个,一个是EMI

源(在开关电源中,往往是功率开关器件电压或电流波形中的交流分量),一个是EMI 途径(与具体拓扑结构有关),再一个是EMI 的负载。等效电路中的EMI负载是固定的50Ω电阻,而变换的是EMI 源及EMI 途径(用EMI 阻抗等效)。如何确定用不同功率变换器、不同控制方式等等实现的开关电源之传导EMI 等效电路是分析和设计传导EMI 滤波器的关键,同时也是知道抑制传导EMI

的有力手段。

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