變換器的輻射電磁幹擾EMC輻射問題
高頻/甚高頻範圍內的EMC輻射問題在開關模式電源(開關電源)產品中是典型的，例如反激和降壓變換器。通常不需要高功率就可以將信號輻射到電磁兼容的法定限度。
今天的主題是關於從低功率產品(幾十瓦)到甚高頻範圍內的EMC輻射問題的故障排除。
圖1是在半消聲室中獲得的輻射場相對於CISPR的極限，產品位於地麵上方1.0米，在木工作台上，距離接收天線3.0米(水平極化)。
圖1：測試產生的輻射EMC問題
未能遵守原係統的規定(綠色痕跡)位於145兆赫左右。該產品的天線是主電源電纜(電纜的運動和一個大的環形鐵氧體來證實這一點)。
與往常一樣(也是推薦的)，項目的下一步是找到EMI信號的來源，以找到一個低成本/大小的解決方案。
在設備部件周圍使用了近場探頭：兩個小PCB(印刷電路板)、一些電纜、一個小鍵盤、一個顯示器和一個金屬盒。電磁幹擾源位於一種多氯聯苯中的LM 25010SD裝置周圍。該設備是美國國家半導體公司(現在的得克薩斯儀器)的42伏，1.0A步進式Buck開關穩壓器。
轉換器的開關頻率在200千赫附近，所以這樣一個“低頻”電路怎麼能產生甚高頻信號呢？
BUCK變換器因其簡單、低成本而被廣泛應用於許多消費、計算機和通信產品中。BUCK變換器是一種開關模式電源(開關電源)，使用電感、電容、晶體管和二極管開關，將能量儲存在電感中，並周期性地將其放電到負載中，如圖2所示。
圖2：BUCK轉換器原理圖和Q1開關操作。
關於這個拓撲的完整描述可以在許多關於這個主題的書中找到。
為了理解這個問題，再次使用了磁場近場探測信號，在圖2中的痕跡(A)和(B)上發現了非常高的活性。
如圖3a所示，使用1 GHz電流探頭在Agilent DSO7104B(紅色痕跡)上顯示流過二極管D1的電流。
從BUCK理論分析可知，流過二極管的電流接近三角形，但當二極管關閉時出現高速瞬態現象。
對電流探針測量進行變焦，在146.2 MHz處發現高頻振鈴(藍跡)，如圖3b所示。將該信號與變換器頂部近場探頭(粉紅色跡)的信號進行了比較。
圖3：二極管電流和陰極電壓(A)和二極管電流和近場探頭的細節(B)
為了對二極管恢複效應的諧振特性增加一些阻尼，將一個小的SMD鐵氧體微珠與LM25010SD(MOSFET輸出)串聯在一起。
電流二極管測量的振鈴消失了，在半消聲室進行了一次新的測試，得到了圖4中固定係統的黑色曲線。
圖4：原始(綠色)與最終(黑色)排放。
我的最後建議是：當EMC失敗時，嚐試從內部振蕩器，在阻尼諧振或寄生振蕩下定位源。如果你找到了來源，解決方案更有效，更便宜，更小。