几种有效开关电源电磁干扰抑制方案

开关电源电磁搅扰的发生机理  
开关电源发生的搅扰,按噪声搅扰源品种来分,可分为尖峰搅扰和谐波搅扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导搅扰和辐射搅扰两种。现在按噪声搅扰源来别离说明:  
1、二极管的反向恢复时间引起的搅扰  
高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,因为PN结中有较多的载流子堆集,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向活动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧削减而发生很大的电流改变(di/dt)。  
2、开关管作业时发生的谐波搅扰   
功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其间含有丰富的高次谐波重量。当选用零电流、零电压开关时,这种谐波搅扰将会很小。别的,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流骤变,也会发生尖峰搅扰。
3、沟通输入回路发生的搅扰   
无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振动发生搅扰。 开关电源发生的尖峰搅扰和谐波搅扰能量,经过开关电源的输入输出线传达出去而构成的搅扰称之为传导搅扰;而谐波和寄生振动的能量,经过输入输出线传达时,都会在空间发生电场和磁场。这种经过电磁辐射发生的搅扰称为辐射搅扰。  
4、其他原因 
元器材的寄生参数,开关电源的原理图规划不行完美,印刷线路板(PCB)走线一般选用手艺安置,具有很大的随意性,PCB的近场搅扰大,而且印刷板上器材的设备、放置,以及方位的不合理都会构成EMI搅扰。
开关电源EMI的特色   
作为作业于开关状况的能量变换设备,开关电源的电压、电流改变率很高,发生的搅扰强度较大;搅扰源首要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器,相对于数字电路搅扰源的方位较为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹),首要的搅扰方式是传导搅扰和近场搅扰;而印刷线路板(PCB)走线一般选用手艺布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场搅扰估量的难度。  
EMI测试技能   
现在确诊差模共模搅扰的三种方法:射频电流探头、差模按捺网络、噪声别离网络。用射频电流探头是丈量差模 共模搅扰最简略的方法,但丈量成果与规范限值比较要经过较杂乱的换算。差模按捺网络结构比较简略,丈量成果可直接与规范限值比较,但只能丈量共模搅扰。噪声别离网络是最理想的方法,但其要害部件变压器的制作要求很高。
现在按捺搅扰的几种方法   
构成电磁搅扰的三要素是搅扰源、传达途径和受扰设备。因而,按捺电磁搅扰也应该从这三方面着手。首要应该按捺搅扰源,直接消除搅扰原因;其次是消除搅扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,堵截电磁搅扰的传达途径;第三是进步受扰设备的抗扰才能,减低其对噪声的敏感度。现在按捺搅扰的几种方法基本上都是用堵截电磁搅扰源和受扰设备之间的耦合通道,它们确是卓有成效的方法。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。
选用屏蔽技能可以有用地按捺开关电源的电磁辐射搅扰。例如,功率开关管和输出二极管一般有较大的功率损耗,为了散热往往需求设备散热器或直接设备在电源底板上。器材设备时需求导热性能好的绝缘片进行绝缘,这就使器材与底板和散热器之间发生了分布电容,开关电源的底板是沟通电源的地线,因而经过器材与底板之间的分布电容将电磁搅扰耦合到沟通输入端发生共模搅扰,处理这个问题的方法是选用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断了射频搅扰向输入电网传达的途径。为了按捺开关电源发生的辐射,电磁搅扰对其他电子设备的影响,可彻底依照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与体系的机壳和地衔接为一体,就能对电磁场进行有用的屏蔽。电源某些部分与大地相连可以起到按捺搅扰的效果。例如,静电屏蔽层接地可以按捺改变电场的搅扰;电磁屏蔽用的导体准则上可以不接地,但不接地的屏蔽导体经常增强静电耦合而发生所谓“负静电屏蔽”效应,所以仍以接地为好,这样使电磁屏蔽能一起发挥静电屏蔽的效果。电路的公共参阅点与大地相连,可为信号回路供给安稳的参阅电位。因而,体系中的安全维护地线、屏蔽接地线和公共参阅地线各自构成接地母线后,最终都与大地相连。  
在电路体系规划中应遵从“一点接地”的准则,如果构成多点接地,会呈现闭合的接地环路,当磁力线穿过该回路时将发生磁感应噪声,实际上很难完成“一点接地”。因而,为下降接地阻抗,消除分布电容的影响而采纳平面式或多点接地,利用一个导电平面(底板或多层印制板电路的导电平面层等)作为参阅地,需求接地的各部分就近接到该参阅地上。为进一步减小接地回路的压降,可用旁路电容削减回来电流的幅值。在低频和高频共存的电路体系中,应别离将低频电路、高频电路、功率电路的地线独自衔接后,再衔接到公共参阅点上。  
滤波是按捺传导搅扰的一种很好的方法。例如,在电源输入端接上滤波器,可以按捺开关电源发生并向电网反应的搅扰,也可以按捺来自电网的噪声对电源自身的侵害。在滤波电路中,还选用很多专用的滤波元件,如穿心电容器、三端电容器、铁氧体磁环,它们可以改进电路的滤波特性。恰当地规划或选择滤波器,并正确地设备和运用滤波器,是抗搅扰技能的重要组成部分。

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