適配器?輸出電壓異常、紋波過(guò)高、EMI傳導(dǎo)不過(guò)關(guān)？這些竅門(mén)管用

文章概述

日常生活中，我們經(jīng)常會(huì)接觸到充電器/電源適配器，在使用過(guò)程中會(huì)遇到一些問(wèn)題，比如輸出電壓異常、輸出紋波過(guò)高、EMI傳導(dǎo)不過(guò)關(guān)等情況，我們?cè)撊绾谓鉀Q呢？本文就給大家提供我們的解決思路，敲黑板劃重點(diǎn)啦！

【應(yīng)用】小家電/燈具/適配器/充電器等

【規(guī)格】12V2A

【控制IC】CR6900SL

以下圖片為測(cè)試樣機(jī)圖片：

CR6900SL 12V2A樣機(jī)圖片

關(guān)于CR6900SL

CR6900SL是一款高集成度、低待機(jī)功耗的CCM+PFM混合電流模式PWM控 制開(kāi)關(guān)。CR6900SL輕載時(shí)會(huì)降低頻率，最低頻率22kHz可避免音頻噪聲。CR6900SL提供了完整的保護(hù)功能，如OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等。軟啟動(dòng)功能可以減少系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)MOSFET的應(yīng)力，前沿消隱時(shí)間簡(jiǎn)化了系統(tǒng)應(yīng)用。通過(guò)頻率抖動(dòng)和軟驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，降低開(kāi)關(guān)噪聲，簡(jiǎn)化了EMI設(shè)計(jì)，CR6900SL OVP電壓高達(dá)56V，提供更寬的VDD工作電壓范圍。CR6900SL提供SOP-8L的封裝。主要特點(diǎn)●較低的啟動(dòng)電流 (大約5μA)●全電壓范圍待機(jī)低于75mW

●滿足六級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)

●內(nèi)置軟啟動(dòng)減少M(fèi)OSFET應(yīng)力

●CCM+PFM控制模式

●內(nèi)建同步斜坡補(bǔ)償，消除次諧波震蕩

●內(nèi)建頻率抖動(dòng)功能，降低EMI

●內(nèi)置65kHz開(kāi)關(guān)頻率

●輕載降低工作頻率

●內(nèi)置輸出二極管短路保護(hù)

●VDD過(guò)壓保護(hù)功能

●內(nèi)置前沿消隱電路

●內(nèi)置過(guò)溫保護(hù)

●過(guò)載保護(hù)

●SOP8-L綠色封裝

基本應(yīng)用

●AC/DC適配器

●PD電源適配器

●充電器

●存儲(chǔ)設(shè)備電源

典型應(yīng)用

管腳排列

管腳描述

【問(wèn)題描述】

輸出電壓異常、輸出紋波過(guò)高未達(dá)理想值、EMI傳導(dǎo)不過(guò)關(guān)。以下是未優(yōu)化時(shí)的測(cè)試圖片：

輸出異?？蛰d電壓在3V-4V之間跳動(dòng)

未優(yōu)化前AC90V時(shí)的輸出紋波

未調(diào)試前EMI傳導(dǎo)超了3個(gè)db

【解決思路】

開(kāi)關(guān)電源輸出電壓異?？赡馨ㄒ韵聨追N情況：

1、輸出電壓過(guò)高或過(guò)低：這可能是由于反饋回路失效、電壓參考源損壞等原因引起的?？梢詸z查反饋回路、電壓參考源和電壓調(diào)節(jié)器等元件，重新連接或更換故障元件。

2、輸出電壓波動(dòng)較大：這可能是由于輸出濾波電容不足、負(fù)載電流變化較大等原因引起的。可以增加輸出濾波電容、電感等元件，穩(wěn)定負(fù)載電流來(lái)改善輸出電壓波動(dòng)情況。

3、輸出電壓?jiǎn)?dòng)時(shí)閃爍或過(guò)渡不穩(wěn)定：這可能是由于開(kāi)機(jī)過(guò)程中電容充放電導(dǎo)致的?？梢酝ㄟ^(guò)增加啟動(dòng)延時(shí)電路或啟動(dòng)控制電路來(lái)解決。

開(kāi)關(guān)電源輸出紋波過(guò)高的解決思路一般包括以下幾個(gè)方面：

1、增加輸出濾波電容：輸出濾波電容越大，可以更好的降低輸出紋波。在設(shè)計(jì)電源時(shí)，需要根據(jù)負(fù)載特性和所需輸出紋波水平進(jìn)行選擇。
2、修改負(fù)載電流：輸出紋波與負(fù)載電流密切相關(guān)，增加或減小負(fù)載電流都可能影響輸出紋波。可以通過(guò)調(diào)整負(fù)載電流大小或穩(wěn)定負(fù)載電流的方法來(lái)降低輸出紋波。
3、優(yōu)化布局：盡量避免高頻信號(hào)干擾開(kāi)關(guān)電源，加強(qiáng)屏蔽措施，增加線束距離等措施可以有效降低輸出紋波。
4、提高開(kāi)關(guān)頻率：開(kāi)關(guān)頻率直接影響輸出紋波水平，提高開(kāi)關(guān)頻率可以有效降低輸出紋波。但是，過(guò)高的開(kāi)關(guān)頻率也會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損耗和EMI問(wèn)題。
5、使用濾波器：為了進(jìn)一步降低輸出紋波，可以使用額外的濾波器電路，如LC濾波器、RC濾波器等。
開(kāi)關(guān)電源EMI傳導(dǎo)改善的思路主要包括以下幾個(gè)方面：
1、優(yōu)化布局：盡量避免高頻信號(hào)干擾其他電路。例如，在布局時(shí)應(yīng)該將交流輸入端和輸出端分開(kāi)放置，且盡量遠(yuǎn)離敏感電路。同時(shí)還可以增加地線走線距離、添加電容等措施來(lái)降低噪聲。
2、修改變壓器：通過(guò)優(yōu)化線圈布局，選擇合適的結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變變壓器繞法來(lái)改善線圈布局對(duì)于EMI傳導(dǎo)影響很大。當(dāng)線圈周?chē)p繞數(shù)目增多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)干擾和漏磁輻射加劇。因此，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)可以采用多層線圈或者交錯(cuò)線圈等方式來(lái)降低漏磁噪聲。
3、增加濾波元件：在電源設(shè)計(jì)中可以使用額外的濾波器電路，如LC濾波器、RC濾波器等。這些濾波器可以有效地濾除高頻噪聲，降低EMI輻射和傳導(dǎo)噪聲。
4、選擇合適的元件：選擇符合EMC標(biāo)準(zhǔn)的元件。例如，選擇帶有EMC認(rèn)證的電解電容器、電感等，可以有效減少EMI干擾和傳導(dǎo)噪聲。
5、控制開(kāi)關(guān)頻率：通過(guò)控制開(kāi)關(guān)頻率來(lái)減少EMI輻射和傳導(dǎo)噪聲的發(fā)生。一般來(lái)說(shuō)，低頻率的開(kāi)關(guān)電源會(huì)產(chǎn)生比高頻率開(kāi)關(guān)電源更少的EMI干擾。

【調(diào)通要點(diǎn)】

1、電壓異常，首先檢查反饋回路是否出現(xiàn)問(wèn)題，是否因元器件損壞或虛焊導(dǎo)致。檢查完畢后電壓在3V-4V之間跳動(dòng)，懷疑是基準(zhǔn)TL431出現(xiàn)問(wèn)題，更換TL431。

2、輸出紋波過(guò)高，考慮成本原因，放棄增加額外的濾波器，通過(guò)增大濾波電容來(lái)改善輸出紋波。

3、EMI傳導(dǎo)測(cè)試不過(guò)關(guān)，通過(guò)更改變壓器的繞法，增加銅箔屏蔽的方式來(lái)改善EMI。

【最終結(jié)果】

通過(guò)調(diào)試后空載電壓從原先的不穩(wěn)定變?yōu)榱朔€(wěn)定的12.2V輸出。輸出紋波從108mV變?yōu)?9.2mV，滿足了嚴(yán)格的輸出紋波標(biāo)準(zhǔn)。EMI傳導(dǎo)從原先超出標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)db改為了留有3個(gè)db的余量，通過(guò)EMI傳導(dǎo)測(cè)試。包括基本性能，基本波形等方面也能完全滿足客戶需求。以下是調(diào)試完成后的圖片：

調(diào)試后全電壓輸入時(shí)輸出電壓穩(wěn)定12.2V

調(diào)試后輸出紋波只有39.2mV

調(diào)試后的EMI傳導(dǎo)測(cè)試報(bào)告