一前言

電源的一些高頻輻射問題可能通過簡(jiǎn)單的加一顆共模電感或者加一些RC吸收電路就能解決，但是在低頻方面或者是電源的PWM信號(hào)基頻超標(biāo)的話，問題就沒有辦法簡(jiǎn)單的通過器件來解決。下面是我在實(shí)際中遇到的電源低頻問題的解決方案。

二實(shí)際案例分享

上圖為某車載充電器測(cè)試數(shù)據(jù)，我們可以看到超標(biāo)點(diǎn)為0.23MHz，AV值超標(biāo)了3.41dB。

該充電器的組成為：24V供電線通過線束進(jìn)來分別給兩塊DC/DC板供電，其中一塊充電板是通過兩根插針連接24V的正負(fù)極，再通過DC/DC轉(zhuǎn)為5V供給TYPE-C口接負(fù)載供電，另一塊為24V供電線給DC/DC供電轉(zhuǎn)為5V供給USB口接負(fù)載供電，通過測(cè)試頻段數(shù)據(jù)可以看出，0.23MHz是基頻，通過客戶了解到這個(gè)開關(guān)頻率為24V轉(zhuǎn)5V的TYPE-C供電芯片的開關(guān)頻率。

【整改方法】：

將24V輸入電源的地使用銅絲連接到TYPE-C的接口外殼上。可以通過測(cè)試，余量有2.32dB。測(cè)試數(shù)據(jù)如下圖：

【原理分析】：

信號(hào)喜歡走阻抗最低的路徑：

Z=R+j×2πfL

(Z：阻抗；R：電阻；f：頻率；L：感抗)。

根據(jù)公式可知，當(dāng)我們的頻率很低時(shí)，Z=R，R=ρL/S（ρ：電阻率，材料固有屬性；L：導(dǎo)體長(zhǎng)度，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻越大；S：橫截面積，面積越大，電阻越小）。

我們?cè)?jīng)做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，使用信號(hào)源產(chǎn)生一個(gè)正弦波，接一根比較長(zhǎng)的線然后接一個(gè)電阻接到導(dǎo)線外殼地回到負(fù)極，在電阻的負(fù)極接一根較短的導(dǎo)線連接導(dǎo)線外殼地，在短的導(dǎo)線處接收信號(hào)。如下圖所示：

根據(jù)上圖的實(shí)驗(yàn)，我們可以畫出它的地回流路徑圖，有兩條地回流路徑，其中一條是從電阻的負(fù)極到導(dǎo)線外殼再從導(dǎo)線遠(yuǎn)端回到信號(hào)負(fù)極，另一條是從電阻的負(fù)極到導(dǎo)線外殼再到從額外加的短導(dǎo)線回到信號(hào)負(fù)極。如下圖所示：

從下圖結(jié)果我們可以看到，在短的導(dǎo)線處接收的能量越低頻段的能量越強(qiáng)，可以確認(rèn)當(dāng)頻段很低的時(shí)候信號(hào)會(huì)走阻抗更低的路徑，也就是導(dǎo)線更短的地線。

回到我們的實(shí)際整改的案例，我們?cè)赥YPE-C口的電源輸入輸出都已經(jīng)加了一些大電容進(jìn)行濾波，但是都沒什么效果，最后的整改方案是將24V輸入電源的地使用銅絲連接到TYPE-C的接口外殼上，這里就是使噪聲從這根電阻小的短銅絲回流而不從電源輸入的1.5米長(zhǎng)的電源線束回流。

三總結(jié)

EMC問題的解決辦法有屏蔽、接地、濾波，所以我們?cè)诮鉀Q問題的時(shí)候并不一定只有一兩個(gè)方法，我們可以通過噪聲超標(biāo)的原理分析來選擇哪種更方便、便宜、高效的解決方案。