从传导骚扰测试实质分析来解决传导骚扰问题

1前言

传导骚扰（主要针对电源端口）测试是电磁兼容测试中不容易通过的测试项目之一；本文从电源端口传导测试实质开始，结合实际测试案例，给广大工程师设计整改中提供一些参考。

2测试目的

衡量电子产品从电源端口通过电缆向电网传输的骚扰。

3测试示意图

4电源端口传导骚扰测试实质

1、电源端传导测的是L对地、N对地的RF电压。传导的测试实质就是测试50欧阻抗两端的电压（由LISN中的1KΩ的电阻与接收机的50Ω输入阻抗并联而成）。

关键设备LISN作用
（1）给被测产品EUT供电，同时转换EUT输入的L、N极性；
（2）隔离电网与受试设备，将EUT的骚扰信号和电网的骚扰信号隔离.以获得“纯净的”EUT的骚扰信号 ；
（3）为EUT提供稳定的50Ω测试阻抗。
2、因为阻抗50Ω固定，所以电源端口传导骚扰的实质也可以理解为流过这个50Ω阻抗的电流大小。在实际产品中有两种电流会流过这个50Ω阻抗，具体如下图，一种是差模电流IDM，另一种是共模电流ICM。无论是IDM还是ICM，都会在接收机中显示出测试值，而接收机本身无法判断是哪种电流引起的传导骚扰。


3、传导骚扰测试实质：
（1）接收机通过L、N回路测得是差模干扰；接收机通过大地回路测得是共模干扰。
（2）共模噪声与差模噪声产生的内部机制有所不同：差模噪声主要由开关变换器的脉动电流引起;共模噪声则主要由较高的dv/dt与杂散参数间相互作用而产生的高频振荡引起。

5实际案例分析

1、整改案例一
某医疗产品电源，输入宽电压AC90V-264V ，输出24V，8A。
（1）传导骚扰测试数据如下（只选取了L、N中的L线测试数据）：

（2）电路如下：

（3）整改方案：
从传导骚扰的测试的曲线上看出，1MHz前超标比较严重，主要是差模噪声引起，加大差模电容CX1，从0.1uF改成22uF；
1-3MHz之间也超标，差模和共模噪声都有可能，所以同时增大共模电感LF1到50mH。
（4）整改后测试数据：

（二）、整改案例二
某大型按摩椅设备电源传导测试16.6MHZ超标。当拔掉音频线时，测试通过。
1、测试对比图如下


2、问题分析

具体分析：
（1）开关电源中MOS管周期性关断变压器原边线圈，产生的共模电流，经过变压器初次级寄生电容、音频线缆分布电容构成一条通路，流经大地、EMI接收机、AC电源线，最终回流到MOS管。
（2）当拔掉音频线缆时，变压器副边的隔离电路对地分布电容将大幅减少，共模电流的回路阻抗也将大幅提升，最终导致流经EMI接收机的电流减小，因此拔掉音频电缆后测试通过。
3、解决方案
（1）增大回路的共模阻抗
a、AC电源线绕磁环；
b、增大电源输入端共模电感的感量；
c、音频线缆靠近控制板绕磁环。
（2）疏导EMI接收机的共模电流
a、电源输入端增加Y电容；
b、变压器原副边加过桥电容；
（3）降低干扰源
a、调整MOS管关断脉冲吸收电路参数；
b、MOS管漏源极加吸收电容。
考虑到漏电流、耐压测试以及操作的简便性，最终在音频线缆绕磁环 解决。
4、整改后测试数据

6总结1、对于1MHZ以内超标——以差模干扰为主
（1）增大X电容量；
（2）增加差模电感；
2、1MHZ到5MHZ——差模共模混合
（1）对于差模干扰超标可调整X电容量，增加差模电感；
（2）对于共模干扰超标可添加共模电感。
3、5MHZ以上——共模干扰为主
对于共模干扰的抑制，除了增加共模电感和磁环外，还应该注意分析产品内部的共模电流回流路径，通过优化PCB和产品结构，疏导共模电流流向，控制共模电流流动的路径，减小回流到LISN的共模电流。

希望通过此文的简单介绍，能帮助大家加深对电源端传导骚扰测试的理解，提前做好PCB的优化设计，一劳永逸。

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