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開關(guān)電源的EMI干擾源集中體現(xiàn)在功率開關(guān)管、整流二極管、高頻變壓器等，外部環(huán)境對(duì)開關(guān)電源的干擾主要來(lái)自電網(wǎng)的抖動(dòng)、雷擊、外界輻射等。功率開關(guān)管工作在On-Off快速循環(huán)轉(zhuǎn)換的狀態(tài)，dv/dt和di/dt都在急劇變換，因此，功率開關(guān)管既是電場(chǎng)耦合的主要干擾源，也是磁場(chǎng)耦合的主要干擾源。 高頻變壓器的EMI來(lái)源集中體現(xiàn)在漏感對(duì)應(yīng)的di/dt快速循環(huán)變換，因此高頻變壓器是磁場(chǎng)耦合的重要干擾源。整流二極管的EMI來(lái)源集中體現(xiàn)在反向恢復(fù)特性上，反向恢復(fù)電流的斷續(xù)點(diǎn)會(huì)在電感(引線電感、雜散電感等)產(chǎn)生高dv/dt，從而導(dǎo)致強(qiáng)電磁干擾。PCB是上述干擾源的耦合通道，PCB的優(yōu)劣，直接對(duì)應(yīng)著對(duì)上述EMI源抑制的好壞。 開關(guān)電源多采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)，脈沖波形呈矩形，其上升沿與下降沿包含大量的諧波成分，另外輸出整流管的反向恢復(fù)也會(huì)產(chǎn)生電磁干擾(EMI)，這是影響可靠性的不利因素，這使得系統(tǒng)具有電磁兼容性成為重要問(wèn)題。 產(chǎn)生電磁干擾有三個(gè)必要條件：干擾源、傳輸介質(zhì)、敏感接收單元，EMC設(shè)計(jì)就是破壞這三個(gè)條件中的一個(gè)。對(duì)于開關(guān)電源而言，主要是抑制干擾源，干擾源集中在開關(guān)電路與輸出整流電路。采用的技術(shù)包括濾波技術(shù)、布局與布線技術(shù)、屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)、密封技術(shù)等技術(shù)。 當(dāng)開關(guān)電源的諧波電平在低頻段（頻率范圍為0.15MHz-30MHz）表現(xiàn)在電源線上時(shí)，稱之為傳導(dǎo)干擾。要抑制這些傳導(dǎo)干擾是比較容易的，只要使用適當(dāng)?shù)?/font>EMI濾波電路，就能將其在電源線上的EMI信號(hào)電平控制在有關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值內(nèi)。 要使EMI濾波器對(duì)EMI信號(hào)有最佳的衰減性能，EMI濾波器端接的阻抗應(yīng)使濾波器在嚴(yán)重失配的狀態(tài)下工作，失配越厲害，實(shí)現(xiàn)的衰減越理想，得到的插入損耗特性就越好。也就是說(shuō)，如果噪音源內(nèi)阻是低阻抗的，則與之對(duì)接的EMI濾波器的輸入阻抗應(yīng)該是高阻抗（如電感量很大的串聯(lián)電感）；如果噪音源內(nèi)阻是高阻抗的，則EMI濾波器的輸入阻抗應(yīng)該是低阻抗（如容量很大的并聯(lián)電容）。這個(gè)原則也是設(shè)計(jì)抑制開關(guān)電源EMI濾波器必須遵循的。 幾乎所有設(shè)備的傳導(dǎo)干擾都包含共模噪音和差模噪音，開關(guān)電源也不例外。共模干擾是由于載流導(dǎo)體與大地之間的電位差產(chǎn)生的，其特點(diǎn)是兩條線上的雜訊電壓是同電位同向的；而差模干擾則是由于載流導(dǎo)體之間的電位差產(chǎn)生的，其特點(diǎn)是兩條線上的雜訊電壓是同電位反向的。通常，線路上干擾電壓的這兩種分量是同時(shí)存在的。由于線路阻抗的不平衡，兩種分量在傳輸中會(huì)互相轉(zhuǎn)變，情況十分復(fù)雜。典型的EMI濾波器包含了共模雜訊和差模雜訊兩部分的抑制電路，如圖所示： file:///C:\Users\song\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps8F82.tmp.jpg 差模抑制電容CX1，CX2：0.1uF~0.47uF； 差模抑制電感L1，L2 ：100uH~130uH； 共模抑制電容C y1，C y2 ：<10000pF； 共模抑制電感L ：15mH~25mH。 設(shè)計(jì)時(shí)首先必須考慮共模濾波電路和差模濾波電路的諧振頻率要明顯低于開關(guān)電源的工作頻率，一般要低于10KHz，即 在實(shí)際使用中，由于設(shè)備所產(chǎn)生的雜訊中共模和差模的成分不一樣，所采用的濾波電路也有變化，可適當(dāng)增加或減少濾波元件。具體電路的調(diào)整一般要經(jīng)過(guò)EMI試驗(yàn)后才能有滿意的結(jié)果，安裝濾波電路時(shí)一定要保證接地良好，并且輸入端和輸出端要良好隔離，否則起不到濾波的效果。 開關(guān)電源所產(chǎn)生的雜訊以共模干擾為主，在設(shè)計(jì)濾波電路時(shí)可嘗試去掉差模 電感，再增加一級(jí)共模濾波電感，還有一個(gè)原則是不要過(guò)于追求濾波效果而造成成本過(guò)高，只要達(dá)到EMC標(biāo)準(zhǔn)的限值要求并有一定的余量（一般可控制在6dB左右）即可。 在開關(guān)電源中，電壓和電流的突變，即高dv/dt和di/dt，是其EMI產(chǎn)生的主要原因。實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的EMC設(shè)計(jì)技術(shù)措施主要基于以下兩點(diǎn)：“(1)盡量減小電源本身所產(chǎn)生的干擾源，利用抑制干擾的方法或產(chǎn)生干擾較小的元器件和電路，并進(jìn)行合理布局;(2)通過(guò)接地、濾波、屏蔽等技術(shù)抑制電源的EMI以及提高電源的EMS。 開關(guān)電源EMI抑制9大措施分別是：“(1)減小dv/dt和di/dt(降低其峰值、減緩其斜率)(2)壓敏電阻的合理應(yīng)用，以降低浪涌電壓(3)阻尼網(wǎng)絡(luò)抑制過(guò)沖(4)采用軟恢復(fù)特性的二極管，以降低高頻段EMI(5)有源功率因數(shù)校正，以及其他諧波校正技術(shù)(6)采用合理設(shè)計(jì)的電源線濾波器(7)合理的接地處理(8)有效的屏蔽措施(9)合理的PCB設(shè)計(jì) 想學(xué)習(xí)的你和我聯(lián)系預(yù)約就可以免費(fèi)聽(tīng)課了。 宋工企鵝號(hào)：3524-6590-88 Tel/WX：173--1795--1908 |
