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開關電源的EMI干擾源集中體現在功率開關管、整流二極管、高頻變壓器等，外部環境對開關電源的干擾主要來自電網的抖動、雷擊、外界輻射等。功率開關管工作在On-Off快速循環轉換的狀態，dv/dt和di/dt都在急劇變換，因此，功率開關管既是電場耦合的主要干擾源，也是磁場耦合的主要干擾源。 高頻變壓器的EMI來源集中體現在漏感對應的di/dt快速循環變換，因此高頻變壓器是磁場耦合的重要干擾源。整流二極管的EMI來源集中體現在反向恢復特性上，反向恢復電流的斷續點會在電感(引線電感、雜散電感等)產生高dv/dt，從而導致強電磁干擾。PCB是上述干擾源的耦合通道，PCB的優劣，直接對應著對上述EMI源抑制的好壞。 開關電源多采用脈沖寬度調制(PWM)技術，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也會產生電磁干擾(EMI)，這是影響可靠性的不利因素，這使得系統具有電磁兼容性成為重要問題。 產生電磁干擾有三個必要條件：干擾源、傳輸介質、敏感接收單元，EMC設計就是破壞這三個條件中的一個。對于開關電源而言，主要是抑制干擾源，干擾源集中在開關電路與輸出整流電路。采用的技術包括濾波技術、布局與布線技術、屏蔽技術、接地技術、密封技術等技術。 當開關電源的諧波電平在低頻段（頻率范圍為0.15MHz-30MHz）表現在電源線上時，稱之為傳導干擾。要抑制這些傳導干擾是比較容易的，只要使用適當的EMI濾波電路，就能將其在電源線上的EMI信號電平控制在有關EMC標準規定的限值內。 要使EMI濾波器對EMI信號有最佳的衰減性能，EMI濾波器端接的阻抗應使濾波器在嚴重失配的狀態下工作，失配越厲害，實現的衰減越理想，得到的插入損耗特性就越好。也就是說，如果噪音源內阻是低阻抗的，則與之對接的EMI濾波器的輸入阻抗應該是高阻抗（如電感量很大的串聯電感）；如果噪音源內阻是高阻抗的，則EMI濾波器的輸入阻抗應該是低阻抗（如容量很大的并聯電容）。這個原則也是設計抑制開關電源EMI濾波器必須遵循的。 幾乎所有設備的傳導干擾都包含共模噪音和差模噪音，開關電源也不例外。共模干擾是由于載流導體與大地之間的電位差產生的，其特點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體之間的電位差產生的，其特點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存在的。由于線路阻抗的不平衡，兩種分量在傳輸中會互相轉變，情況十分復雜。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。 設計時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電源的工作頻率，一般要低于10KHz，即 在實際使用中，由于設備所產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，可適當增加或減少濾波元件。具體電路的調整一般要經過EMI試驗后才能有滿意的結果，安裝濾波電路時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。 開關電源所產生的雜訊以共模干擾為主，在設計濾波電路時可嘗試去掉差模 電感，再增加一級共模濾波電感，還有一個原則是不要過于追求濾波效果而造成成本過高，只要達到EMC標準的限值要求并有一定的余量（一般可控制在6dB左右）即可。 在開關電源中，電壓和電流的突變，即高dv/dt和di/dt，是其EMI產生的主要原因。實現開關電源的EMC設計技術措施主要基于以下兩點：“(1)盡量減小電源本身所產生的干擾源，利用抑制干擾的方法或產生干擾較小的元器件和電路，并進行合理布局;(2)通過接地、濾波、屏蔽等技術抑制電源的EMI以及提高電源的EMS。 開關電源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)壓敏電阻的合理應用，以降低浪涌電壓(3)阻尼網絡抑制過沖(4)采用軟恢復特性的二極管，以降低高頻段EMI(5)有源功率因數校正，以及其他諧波校正技術(6)采用合理設計的電源線濾波器(7)合理的接地處理(8)有效的屏蔽措施(9)合理的PCB設計 想學習的你和我聯系預約就可以免費聽課了。 宋工企鵝號：3524-6590-88 Tel/WX：173--1795--1908 |
