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1.問題描述

某軍用車燈（見圖1），需要通過GJB151B陸軍地面設(shè)備電磁兼容標準要求，其在實驗室傳導(dǎo)發(fā)射測試結(jié)果如圖2所示。

圖1 某軍用車燈傳導(dǎo)測試

圖2 某軍用車燈傳導(dǎo)測試原始結(jié)果

從圖2可以看出，產(chǎn)品在1MHz以上有離散的窄帶頻點超標或者裕量不足，實驗不通過。

2.原因分析

本產(chǎn)品原理是輸入的24V直流電源，經(jīng)恒流源驅(qū)動板恒流驅(qū)動后輸出給LED燈，恒流源驅(qū)動板作用是保持電流穩(wěn)定。

LED由于正向伏安特性非常陡峭，不能像普通白熾燈一樣，直接用電壓源供電，否則電壓波動稍增，電流就會增大到將LED燒毀的程度。為了穩(wěn)定LED的工作電流，保證LED能正?？煽康毓ぷ?，因此需要具有“鎮(zhèn)流功能”的LED“恒流驅(qū)動器”保持輸出電流穩(wěn)定。

查看產(chǎn)品驅(qū)動板原理圖，如圖3所示。

圖3 恒流驅(qū)動電路

從圖3可以看出，產(chǎn)品采用的是開關(guān)電源驅(qū)動方案，這種方案雖然高效率、輸出穩(wěn)定，但開關(guān)電源本身的特點，電磁干擾比較強，為避免電磁干擾沿著線纜擴散，因此需要對開關(guān)模塊輸入輸出進行濾波。而原理圖驅(qū)動電路輸入對地有共模電容濾波，驅(qū)動電路輸出僅有線-線差模濾波，無線-地共模濾波，因此，確認為開關(guān)電源輸出無共模濾波所致。

3.整改措施

摸底時產(chǎn)品低頻輻射發(fā)射測試結(jié)果如圖4所示。

圖4 產(chǎn)品低頻輻射測試頻譜

根據(jù)圖1和圖4超標頻譜，恒流驅(qū)動電路引起的傳導(dǎo)和輻射超標頻段主要在1MHz-50MHz，而0.01uF貼片電容諧振頻點約在50MHz，在50MHz以內(nèi)電容表現(xiàn)為容性，有很好的濾波效果，如表1所示。

表1 不同容值電容自諧振頻率

因此選擇0.01uF電容對驅(qū)動電路輸出進行電磁干擾濾波，如圖5所示。

圖5 開關(guān)電源輸出增加共模電容濾波

4.實踐結(jié)果

整改后進行傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射測試，實驗通過，如圖6所示。

圖6 輸出電容濾波后傳導(dǎo)頻譜

對開關(guān)電源輸出增加共模濾波電容之后，傳導(dǎo)發(fā)射頻譜基本變成底噪，試驗通過，效果很好。

【總結(jié)】

開關(guān)電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，有很強的du/dt和di/dt，是產(chǎn)品中強電磁干擾的來源，也是傳導(dǎo)騷擾超標的罪魁禍首，因此，在產(chǎn)品EMC設(shè)計時，開關(guān)電源電磁干擾濾波就成為重中之重。本案例產(chǎn)品傳導(dǎo)騷擾超標，經(jīng)過縝密的診斷和分析，為開關(guān)電源輸出無共模濾波所致，后通過在輸出線上對地加共模電容成功化解。本文的方法和思路啟示我們，開關(guān)電源設(shè)計時輸入輸出濾波同等重要，至關(guān)產(chǎn)品EMC的成敗。