EMC案例分享：千兆POE口傳導發射問題定位整改

某金屬盒式產品POE口采用8端口ISN進行CE測試，測試結果見圖1，可見10MHz以下CE噪聲嚴重超標，特別是1MHz以下開關頻率的諧波超標嚴重。

圖1 千兆POE口傳導發射測試結果

2.問題定位分析

圖2-圖4是千兆POE口相關的電路圖。圖2是信號變壓器相關的電路圖，其中變壓器原邊的4個中心抽頭各通過一個1nF/2kV的高壓電容接PGND。圖3中的RJ45連接器的8根信號線連接到圖2中變壓器原邊對應的信號線上。圖4是POE電源相關的電路圖，電源模塊U2采用1個共模電感+2個共模電容組成的EMI濾波電路，共模電容為4.7nF/2kV的高壓電容，左邊兩個器件是合路橋堆，橋堆左邊的4根線接變壓器中心抽頭，合路后的兩根線接EMI濾波電路。

圖2 POE口變壓器相關電路圖

圖3 RJ45連接器相關電路圖

圖4 POE電源模塊相關電路圖圖5是千兆POE接口對應的PCB圖，變壓器初級進行了完全的PGND分割（綠色），PGND銅皮與RJ45連接器的2個外殼管腳相連，然后通過RJ45連接器的外殼簧片搭接到產品的金屬外殼。變壓器原邊的中心抽頭連接到4個1nF/2kV高壓電容，然后高壓電容接PGND銅皮?？拷黀OE電源模塊的2個4.7nF/2kV的高壓電容（藍色）就近接到了板內的GND，黃色高亮的器件為共模電感T3。合路橋堆頂層和底層各一個。從經驗來看，POE的PCB布局和布線符合EMC規則。

圖5 千兆POE口的PCB圖從圖4的電路圖看，POE口開關電源EMI濾波電路中的共模電感T3型號為LPD5030-103MR，其電感量只有10uH，見圖6。按經驗這樣小感量的共模電感對CE頻段的低頻噪聲幾乎沒有抑制作用，應選擇幾百μH的共模電感，但大感量的共模電感由于體積限制不可用。共模電感的感量小，則這兩個共模電容C277、C215的容值就要大，但目前用的是4.7nF/2kV電容，封裝1206，其容值明顯偏小，應該選擇容值更大的共模電容，如100nF左右的電容。

圖6 共模電感T3的規格書

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3.整改措施

將共模濾波電容C277、C215的容值由4.7nF改為68nF/1kV的電容，修改后的CE測試結果見圖7，可見10M以下的CE噪聲顯著降低，特別是1MHz以下的開關頻率諧波下降更明顯，最小余量也有7.1dB，測試通過。更換的68nF//1kV共模電容的封裝為1210，原4.7nF/2kV共模電容的封裝是1206，電容更改后對PCB布線基本沒有影響。另外，POE接口的浪涌指標為1kV，用68nF//1kV電容也是可以承受的，所以整改方案被接受。

圖7 整改后千兆POE口的傳導發射測試結果

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審核編輯：湯梓紅