什么是電磁兼容?LED電源EMC整改的實(shí)例解讀

當(dāng)今，電子、電器產(chǎn)品的電磁兼容性(EMC)越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，尤其是歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，更是強(qiáng)制執(zhí)行。在我國(guó)的3C認(rèn)證中也有一項(xiàng)重要內(nèi)容：電磁兼容測(cè)試。

現(xiàn)在，還有很多人對(duì)電磁兼容這一概念理解的不深刻，遇到EMC方面的問(wèn)題有些茫然，不知從何處著手改進(jìn)。本人一直從事電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作，近幾年又從事LED電源開(kāi)發(fā)和管理工作，積累了一點(diǎn)點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，在此和大家分享一下。

先啰嗦一下什么是電磁兼容：

電磁兼容是研究在有限的空間、有限的時(shí)間以及有限的頻譜資源條件下，各種用電設(shè)備或系統(tǒng)可以共存，而不引起性能降級(jí)的一門(mén)科學(xué)。通俗地說(shuō)就是，一個(gè)合格的用電設(shè)備或系統(tǒng)，在工作時(shí)對(duì)外發(fā)出的電磁干擾應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)(即低于某個(gè)量)，而抵抗干擾的能力也應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)(即高于某個(gè)量)。

電磁干擾的傳播途徑主要有2條：一是空間發(fā)射(輻射干擾)，二是電源線傳導(dǎo)(傳導(dǎo)干擾)。

電磁兼容測(cè)試分為干擾(EMI)測(cè)試和抗干擾(EMS)測(cè)試。

在電子設(shè)備的干擾現(xiàn)象中，電磁干擾效應(yīng)不僅跟脈沖的幅值有關(guān)，還與脈沖的重復(fù)頻率有關(guān)。也就是說(shuō)，即使干擾脈沖的幅值較大，但出現(xiàn)的頻率很低時(shí)，其干擾能力也是有限的;反之，干擾脈沖出現(xiàn)的頻率較高，但幅值很小，那么它的干擾能力也較小。所以，衡量干擾脈沖的干擾效應(yīng)，既要考慮脈沖的幅值，又要考慮脈沖的重復(fù)頻率。因此，EMI測(cè)試中，常常采用準(zhǔn)峰值而不是峰值來(lái)衡量被測(cè)產(chǎn)品是否合格。

在EMI測(cè)試中，主要測(cè)試以下3個(gè)值：

峰 值——周期內(nèi)干擾脈沖的最大值，就是上面所說(shuō)的幅值。

準(zhǔn)峰值——具有規(guī)定時(shí)間常數(shù)的檢測(cè)值，不僅與脈沖的幅值有關(guān)，還與脈沖的重復(fù)頻率有關(guān)。

平均值——周期內(nèi)干擾脈沖的平均大小，它主要依賴于脈沖的重復(fù)頻率。

下面通過(guò)實(shí)例來(lái)分享我的EMC整改經(jīng)驗(yàn)：

請(qǐng)看上面兩個(gè)圖：這是我公司一個(gè)工程師做的PAR38的LED電源，因剛開(kāi)始公司沒(méi)要求能過(guò)EMC測(cè)試，所以，能節(jié)省的元件都省了。后來(lái)，該工程師離職了，公司要求此電源通過(guò)CE認(rèn)證，我拿了一個(gè)樣品測(cè)試EMI，傳導(dǎo)干擾和輻射干擾都大幅超標(biāo)。

于是，我對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)，首先改進(jìn)傳導(dǎo)干擾，由于傳導(dǎo)干擾是通過(guò)電源線傳播的，所以，在電源輸入端加濾波電感和X電容，因是內(nèi)置式電源，尺寸小，加了2個(gè)1mH的工字電感和一個(gè)0.1UF的X電容，下面2個(gè)圖是改進(jìn)后的測(cè)試結(jié)果：

改進(jìn)效果不太好，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，它的輸出空載電壓比實(shí)際輸出電壓高出很多，于是，我降低空載電壓，再次測(cè)試，又有所改進(jìn)，請(qǐng)看圖;

到此，再在傳導(dǎo)方面動(dòng)腦筋已沒(méi)什么效果，況且空間有限，也不能加太多或太大的元件。這時(shí)輻射還超標(biāo)很多，如果輻射合格了，傳導(dǎo)也會(huì)有所改進(jìn)。所以，我又轉(zhuǎn)而改進(jìn)輻射問(wèn)題。先將變壓器加上外屏蔽，同時(shí)在輸出端加一個(gè)200UH的磁環(huán)共模電感，再測(cè)試看到，輻射已改進(jìn)了很多。

還未達(dá)到要求，在原邊和副邊之間加一個(gè)102的Y電容，再測(cè)試，已符合要求。

這時(shí)再測(cè)傳導(dǎo)，已有大幅改進(jìn)，但還差一點(diǎn)點(diǎn)，請(qǐng)看下圖：

改進(jìn)到此，已基本符合要求，于是，我重新畫(huà)原理圖，將所用的元件都加入進(jìn)去，在輸出整流二極管兩端加上吸收回路，并重新調(diào)整了PCB布局，將原來(lái)的雙面板改為單面板，一個(gè)多星期后，打樣的PCB回來(lái)，再做了幾個(gè)樣機(jī)測(cè)試，全部達(dá)標(biāo)。

通過(guò)這個(gè)實(shí)例可以看出，EMC整改其實(shí)并沒(méi)有想象中的那么難，只要弄懂了其原理，找出根源，對(duì)癥下藥，就一定能做出合格的電源。