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苏州派尔电源 >> 技术资料 >> 开关电源EMI设计经验【分享】


开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。 1.开关电源的EMI源 开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。 (1)功率开关管 功率开关管工作在On-Off快速循环转换的状态,dv/dt和di/dt都在急剧变换,因此,功率开关管既是电场耦合的主要干扰源,也是磁场耦合的主要干扰源。 (2)高频变压器 高频变压器的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换,因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。 (3)整流二极管 整流二极管的EMI来源集中体现在反向恢复特性上,反向恢复电流的断续点会在电感(引线电感、杂散电感等)产生高 dv/dt,从而导致强电磁干扰。 (4)PCB 准确的说,PCB是上述干扰源的耦合通道,PCB的优劣,直接对应着对上 述EMI源抑制的好坏。 2.开关电源EMI传输通道分类 (一). 传导干扰的传输通道 (1)容性耦合 (2)感性耦合 (3)电阻耦合 a.公共电源内阻产生的电阻传导耦合 b.公共地线阻抗产生的 电阻传导耦合 c.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合 (二). 辐射干扰的传输通道 (1)在开关 电源中,能构成辐射干扰源的元器件和导线均可以被假设为天线,从而利用电偶极子和磁偶极子理论进行分析;二极管、电容、功率开关管可以假设为电偶极子,电 感线圈可以假设为磁偶极子; (2)没有屏蔽体时,电偶极子、磁偶极子,产生的电磁波传输通道为空气(可以假设为自由空间); (3)有屏蔽体时,考虑屏蔽体的缝隙和孔洞,按照泄漏场的数学模型进行分析处理。 3.开关电源EMI抑制的9大措施 在开关电源中,电压和电流的突变,即高dv/dt和di/dt,是其EMI产生的主要原因。实现开关电源的EMC设计技术措施主要基于以下两点: (1)尽量减小电源本身所产生的干扰源,利用抑制干扰的方法或产生干扰较小的元器件和电路,并进行合理布局; (2)通过接地、滤波、屏蔽 等技术抑制电源的EMI以及提高电源的EMS。 分开来讲,9大措施分别是: (1)减小dv/dt和di/dt(降 低其峰值、减缓其斜率) (2)压敏电阻的合理应用,以降低浪涌电压 (3)阻尼网络抑制过冲 (4)采用软恢复特 性的二极管,以降低高频段EMI (5)有源功率因数校正,以及其他谐波校正技术 (6)采用合理设计的电源线滤波器 (7)合理的接地处理 (8)有效的屏蔽措施 (9)合理的PCB设计 4.高频变压器漏感的控制 高频变压器的漏感是功率开关管关断尖峰电压产生的重要原因之一,因此,控制漏感成为解决高频变压器带来的EMI首要面对的问题。 减小高频变压器漏感两个切入点:电气设计、工艺设计!
[来源:原创] [作者:admin] [日期:13-10-29] [热度:]

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