反激式開關(guān)電源EMC調(diào)試（二）：

來源：風(fēng)陵渡口話EMC 更新時(shí)間：2024-07-20 閱讀：

01、RCD電路工作原理：

RCD電路工作原理：

當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，能量存儲在初級繞組的電感與漏感中，變壓器初級繞組電壓為上正下負(fù)，RCD吸收二極管陽極近似接地，RCD吸收二管反向截止。

當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，初級繞組電感中儲存的能量將耦合到次級輸出，但初級繞組漏感中儲存的能量將無法傳遞到副邊，產(chǎn)生電壓尖峰。根據(jù)楞次定律變壓器初級繞組電壓為下正上負(fù)，RCD吸收二極管正向?qū)ǎo吸收電容CB114充電，下一個(gè)開關(guān)周期重復(fù)以上狀態(tài)。

RCD電路電流環(huán)路分析：

原邊MOS管Toff期間,RCD吸收電流環(huán)路路徑：變壓器初級線圈的輸出引腳→二極管→串聯(lián)電阻→串聯(lián)電容→變壓器初級線圈的輸入引腳。

原邊MOS管Ton期間，通過并聯(lián)在RC兩端的電阻給電容放電，即通過并聯(lián)電阻消耗來吸收電容儲存的能量。

02、RCD電路EMI影響機(jī)理分析

RCD吸收電容引起的電流振蕩

變壓器漏感產(chǎn)生的電壓尖峰與變壓器本身的漏感感量相關(guān)，電壓尖峰的大小確定了RCD吸收電容充電電流的大小，電容充電時(shí)產(chǎn)生的電流尖峰不加以抑制，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的輻射問題。

為限制RCD吸收電容的電流尖峰，在RCD吸收電路中增加串聯(lián)電阻，可減緩電容充電速度，降低電流尖峰，是改善其EMI性能切實(shí)可靠的重要措施之一。

二極管反向恢復(fù)對EMI影響機(jī)理分析

RCD吸收電路中二極管工作在開關(guān)狀態(tài)下，其反向恢復(fù)時(shí)間通常對EMI性能有較重要的影響。單純的從反向恢復(fù)本身的影響來看，反向恢復(fù)時(shí)間越長，反向恢復(fù)電流越小，EMI的性能表現(xiàn)就越好，反之，EMI性能就會(huì)越差。

二極管反向恢復(fù)時(shí)間是由其寄生電容決定，而寄生電容通常是由二極管的封裝、制造工藝決定，相同廠家的同規(guī)格型號原則上快管寄生電容小，慢管寄生電容大，寄生電容從側(cè)面反映的實(shí)質(zhì)上還是反向恢復(fù)時(shí)間。通過在RCD吸收二極管兩端并聯(lián)電容，可以調(diào)整由RCD吸收二極管反向恢復(fù)引起的輻射問題。

變壓器勵(lì)磁電感/漏感與二極管寄生參數(shù)形成的寄生振蕩

RCD吸收二極管寄生電容不可避免，不同型號、不同廠家的二極管寄生電容差異較大，由于RCD吸收二極管未導(dǎo)通時(shí)，RCD吸收二極管寄生電容與RCD吸收電容是串聯(lián)，起作用的主要是二極管寄生電容，即參與LC振蕩的主要是二極管寄生電容，

首先，抑制LC振蕩的最簡單有效的辦法是在振蕩回路中串聯(lián)電阻。其次，破壞振蕩產(chǎn)生的條件，即改變電容參數(shù)、電感參數(shù)，振蕩頻率會(huì)隨之改變。由于變壓器確定后勵(lì)磁電感/漏感的參數(shù)就已經(jīng)固定，唯一能改變的就是二極管寄生電容參數(shù)。二極管寄生電容參數(shù)可以通過型號（快管&慢管）選擇與在二極管兩端并聯(lián)電容改變。

03、RCD吸收電路參數(shù)調(diào)整影響分析

RCD吸收使用肖特基二極管時(shí)測試波形：

波形說明：

藍(lán)色是原邊MOS管D極電壓波形，紫色是RCD吸收二極管陰極電壓波形，綠色是原邊MOS管的電流波形。從測試波形上看原邊MOS管D極電壓過沖、振鈴均較嚴(yán)重，而RCD吸收二極管陰極電壓過沖較小。

RCD吸收使用慢管時(shí)測試波形：

波形說明：

藍(lán)色是原邊MOS管D極電壓波形，紫色是RCD吸收二極管陰極電壓波形，綠色是原邊MOS管的電流波形。從測試波形上看原邊MOS管D極電壓過沖、振鈴有明顯改善，而RCD吸收二極管陰極電壓過沖也降低，MOS管電流尖峰也降低。

RCD吸收使用肖特基二極管時(shí)，改變串聯(lián)電阻參數(shù)二極管并聯(lián)電容測試波形：

串聯(lián)電阻改為30ohm測量波形

二極管兩端并聯(lián)47pF電容測量波形

波形說明：

通過僅修改串聯(lián)電阻參數(shù)可以改變原邊MOS管D極電壓振蕩波形的斜率，過沖幅度也會(huì)相對減小，RCD吸收二極管陰極電壓過沖幅度變化較小，電壓過沖斜率變化較明顯，原邊MOS管電流波形變化不明顯。

通過僅在RCD吸收二極管兩側(cè)并聯(lián)47pF電容，原邊MOS管過沖幅度降低較小，而RCD吸收二極管陰極電壓過沖幅度有明顯降低，原邊MOS管電流波形無明顯變化。

RCD吸收使用肖特基二極管時(shí)，去掉RCD環(huán)路中串聯(lián)的6mm磁珠測試波形：

波形說明：

去掉RCD吸收環(huán)路中串聯(lián)的6mm磁珠時(shí)，原邊MOS管電流過沖幅度有降低，RCD吸收二極管陰極電壓過沖有明顯降低，而原邊MOS管D極電壓過沖有稍微增加，振蕩變得更嚴(yán)重。

0.4、RCD電路EMI案例解析

PCB設(shè)計(jì)案例（一）：

問題描述：

某款電源板卡輻射測試時(shí)105MHz頻點(diǎn)呈現(xiàn)包絡(luò)狀干擾，余量不滿足6dB管控標(biāo)準(zhǔn)，分析其產(chǎn)生原因是反激電路初級RCD吸收電路，PCB環(huán)路面積設(shè)計(jì)問題，手工飛線縮小RCD吸收環(huán)路后，驗(yàn)證輻射測試結(jié)果PASS。

PCB修改前RCD吸收電流環(huán)路設(shè)計(jì)

PCB修改后RCD吸收電流環(huán)路設(shè)計(jì)

問題解決方案：

修改PCB Layout，調(diào)整RCD吸收環(huán)路設(shè)計(jì)，縮小其PCB上布線的環(huán)路面積，降低環(huán)路空間輻射，修改PCB設(shè)計(jì)后，輻射測試順利通過。

PCB設(shè)計(jì)案例（二）：

問題描述：

某款電源板輻射測試時(shí)32MHz、77MHz頻點(diǎn)呈現(xiàn)包絡(luò)狀干擾，余量不滿足6dB管控標(biāo)準(zhǔn)，分析問題產(chǎn)生的原因是初級RCD電路PCB Layout的環(huán)路面積較大，導(dǎo)致空間輻射強(qiáng)，具體輻射測試數(shù)據(jù)如下圖所示：