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抑制模塊電源干擾的一些方法
發(fā)布時間:2017-04-25 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】如何抑制電磁干擾,一直都是開關(guān)電源模塊設(shè)計中不可忽視的問題,其不僅關(guān)系到電源模塊本身的可靠性,也關(guān)系到整個應(yīng)用系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性。全面抑制開關(guān)電源模塊的各種噪聲干擾才會使開關(guān)電源模塊得到更廣泛的應(yīng)用。
一、電磁干擾的定義
電磁干擾(ElectroMagneticInterference,簡稱EMI)是指任何在傳導(dǎo)或電磁場伴隨著電壓、電流的作用而產(chǎn)生會降低某個裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的性能,或可能對生物或物質(zhì)產(chǎn)生不良影響之電磁現(xiàn)象。
二、電磁干擾的產(chǎn)生
三、抑制電磁干擾的對策
人們總是想方設(shè)法地將電磁干擾三要素之中的一個去掉:屏蔽掉騷擾源、隔離開敏感設(shè)備或者切斷耦合途徑。從能量的角度來講,電磁干擾是一種能量,無法不讓它產(chǎn)生,只有用一定的辦法去減小其對系統(tǒng)的干擾??捎玫降姆椒煞譃閮纱箢悾阂环N是讓能量泄放掉;另一種是把能量給擋在外部??梢哉f一種方法是減小其產(chǎn)生的幅度,另一種則切斷其傳播途徑。
下面針對具體的方面一一分析:
1、外界干擾的耦合(輸入端和輸出端)
(1)輸入端
輸入端是整個電源的入口處,電源內(nèi)部的噪聲也可由此傳播到外部,對外界造成干擾。通常采用的策略是在輸入加X電容、Y電容、差模電感和共模電感對噪聲和干擾進行過濾。圖1就是一種比較常見的EMI濾波電路。
2、開關(guān)管
在電源模塊的工作過程中,由于開關(guān)管結(jié)電容的存在,開關(guān)管在快速開關(guān)的時候就會產(chǎn)生毛刺和尖峰,這樣就會有一些傳遞或發(fā)射出來。另外開關(guān)管的結(jié)電容和變壓器的繞組漏感也有可能產(chǎn)生諧振而發(fā)出干擾。
對此可采用的對策有:
3、變壓器
變壓器是電源模塊的儲能組件,在能量的充放過程中,就可能會產(chǎn)生噪聲干擾。漏感可以與電路中的分布電容組成振蕩回路,使電路產(chǎn)生高頻振蕩并向外輻射電磁能量,造成電磁干擾。一次繞組與二次繞組之間的電位差也會產(chǎn)生高頻變化,通過寄生電容的耦合,從而產(chǎn)生了在一次側(cè)與二次側(cè)之間流動的共模傳導(dǎo)EMI電流干擾。
對此可采用的對策有:
(1)變壓器加屏蔽。
屏蔽可分為電屏蔽與磁屏蔽,電屏蔽主要的作用是將初級來的干擾信號與次級隔離開來??稍诔?、次級之間包一層銅箔(內(nèi)屏蔽),但頭尾不能短路,銅箔要接地,這樣在初級繞組與銅箔之間形成電容,共模傳導(dǎo)干涉信號通過電容—銅箔—接地形成回路,不能進入次級繞組從而起到電屏蔽的作用。磁屏蔽則在變壓器外部線包包首尾相連的銅箔(外屏蔽)。銅箔是良導(dǎo)體,高頻交變漏磁通穿過銅箔的時候會產(chǎn)生渦流,而渦流產(chǎn)生的磁場方向正好與漏磁通的方向相反,部分漏磁通就可以被抵消。
4、二極管
二極管在快速截止與導(dǎo)通的過程中會有尖峰的產(chǎn)生,特別是整流二極管,其在反向恢復(fù)過程中,電路的寄生電感、電容會發(fā)生高頻振蕩,產(chǎn)生電磁干擾。
對此可采用的對策有:
(1)加RC吸收電路,讓二極管的能量能平緩的泄放。
(2)在其陰極管腳套一個磁珠環(huán),使其電流不可突變以減小尖峰。
5、儲能電感
(1)類似于變壓器,可對其加屏蔽。
(2)調(diào)整其參數(shù),避免與回路的電容產(chǎn)生振蕩。
6、PCB板的布局和走線
準(zhǔn)確的說,PCB是上述干擾源的耦合通道,PCB的優(yōu)劣,直接對應(yīng)著對上述EMI源抑制的好壞。同時PCB板上器件的布局和布線的不合理都會造成EMI干擾。
對此可采用的對策有:
對于體積較小的DC-DC電源模塊,通常的做法是通過搭建外圍電路來實現(xiàn)電磁干擾的抑制,以保證應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性。EMC推薦電路如圖2所示,其中①部分用于EMS測試,②部分用于EMI濾波。
以上內(nèi)容轉(zhuǎn)載自電源聯(lián)盟微信公眾號,版權(quán)歸作者所有。
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