开关电源电磁干扰的抑制措施

1 EMI滤波器
滤波器具有双向滤波的作用,既能阻止来自于电网的干扰进入电源内部,又能阻止电源本身产生的干扰污染电网。利用电流探头分离开关电源的共模和差模干扰,进而分别设计共模和差模滤波器[3]。图2示出实际使用的EMI滤波电路。

由图可见,Y电容C202,C302与共模电感L101,L201对电源中的共模干扰起抑制作用;X电容C101,C201, C30l,C102与共模电感的漏感Lpo对电源中的差模干扰起抑制作用。R101,R201为泄放电阻,断电之后,可使X电容上的电压快速降低,并达到安全规范的要求。 RV30l为压敏电阻,它的响应时间仅有几个纳秒,并且没有延迟现象,所以压敏电阻能吸收上升很陡的浪涌电压引起的EMI,并能保护电源中的器件,防止电压畸变,特别是对防雷效果很好。' {* J* @4 N2 w
图3示出加滤波器前后的传导EMI测试结果。可见,EMI滤波器使开关电源的传导EMI下降了20多个dB?μV。特别是在1MHz以上的高频段效果更佳,起到了很好的抑制效果。
2 对电流谐波的抑制
对于整流电路中的尖峰电压及其高次谐波可通过功率因数校正电路(PFC)予以解决。通过补偿可有效抑制高次谐波,其功率因数可提高到0.99以上,基本上实现了无谐波,消除了谐波对电网的污染。
3 减小du/dt和di/dt
对于VM等开关器件在开通时产生的di/dt和关断时产生的du/dt,可以加无源缓冲电路和软开关谐振技术来抑制。图4示出在VM两端并联的RCD吸收电路。它可吸收接通和关端瞬间产生的浪涌峰值电压,降低开关电路产生的电磁干扰。图5a示出加吸收和软开关谐振电路时传导EMI的测试结果。与图3b相比,EMI平均下降了约6dB?μV。 l2 }- T9 J) D/ I1 A

4 高频变压器产生干扰的抑制
选择高磁导率的磁芯,初级绕组和次级绕组要紧密相连,并且初级与次级交叉并绕,以达到减小漏磁,进而减小因漏感引起的电磁感应噪声。在变压器的线包和磁芯外表面包一层薄的铜皮作为屏蔽层也会起到良好的抑制作用。在高频时,干扰能量通过变压器的分布电容在初次级之间传递,把干扰能量消耗在电路中,为了减小分布电容,常用的方法是在变压器的初次级跨接一个Y电容。图5b示出在变压器外加屏蔽铜皮和在初次级跨接Y电容。与图5a相比可见,虽然在1MHz以下的频段,EMI下降得比较明显,但因干扰能量在变压器的初次级之间互相传递,在其余频段却有所上升,因而总体上达到了CISPER EN550022B的标准。 3 w W8 z' j4 q4 [
0 H/ j: K0 d5 o0 r9 T
5 调频技术抑制干扰# v9 F d: q/ x; \. r
调频技术也叫“频率抖动技术”[4],即将主开关频率进行调制,在主频率的周围产生一系列频带,把集中在主频率及其2次、3次等谐波上的能量分散到周围很宽的频带上,从而降低干扰。
6结论
研究了开关电源中的EMI干扰源,通过对正激变换拓扑结构的剖析,根据干扰源产生的机理,采用了几中抑制措施,实验结果表明,效果很好。它为抑制开关电源的干扰源,以及解决EMI超标问题提供了参考依据。


【上一个】 电源模块的特点与优点 【下一个】 高频开关电源辅助电源电磁干扰(EMI)问题


 ^ 开关电源电磁干扰的抑制措施 ^ 解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制措施

东方心经2021全年免费资料大全