開關(guān)電源EMC總結(jié)

作者：時(shí)間：2013-03-14 來源：網(wǎng)絡(luò)

英飛凌汽車電子生態(tài)圈
- 掃碼關(guān)注
  獲取最新最全汽車電子
  技術(shù)方案與實(shí)用技巧

Flyback 架構(gòu)noise 在頻譜上的反應(yīng)

0.15 MHz處產(chǎn)生的振蕩是開關(guān)頻率的3次諧波引起的干擾。

0.2 MHz處產(chǎn)生的振蕩是開關(guān)頻率的4次諧波和Mosfet 振蕩2(190.5KHz)基波的迭加，引起的干擾;所以這部分較強(qiáng)。

0.25 MHz處產(chǎn)生的振蕩是開關(guān)頻率的5次諧波引起的干擾;

0.35 MHz處產(chǎn)生的振蕩是開關(guān)頻率的7次諧波引起的干擾;

0.39 MHz處產(chǎn)生的振蕩是開關(guān)頻率的8次諧波和Mosfet 振蕩2(190.5KHz)基波的迭加引起的干擾;

1.31MHz處產(chǎn)生的振蕩是Diode 振蕩1(1.31MHz)的基波引起的干擾;

3.3 MHz處產(chǎn)生的振蕩是Mosfet 振蕩1(3.3MHz)的基波引起的干擾;

開關(guān)管、整流二極管的振蕩會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾

設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)防止EMI的措施:

1.把噪音電路節(jié)點(diǎn)的PCB銅箔面積最大限度地減小;如開關(guān)管的漏極、集電極，初次級(jí)繞組的節(jié)點(diǎn)，等。

2.使輸入和輸出端遠(yuǎn)離噪音元件，如變壓器線包，變壓器磁芯，開關(guān)管的散熱片，等等。

3. 使噪音元件(如未遮蔽的變壓器線包，未遮蔽的變壓器磁芯，和開關(guān)管，等等)遠(yuǎn)離外殼邊緣，因?yàn)樵谡２僮飨峦鈿み吘壓芸赡芸拷饷娴慕拥鼐€。

4. 如果變壓器沒有使用電場(chǎng)屏蔽，要保持屏蔽體和散熱片遠(yuǎn)離變壓器。

5. 盡量減小以下電流環(huán)的面積：次級(jí)(輸出)整流器，初級(jí)開關(guān)功率器件，柵極(基極)驅(qū)動(dòng)線路，輔助整流器。

6.不要將門極(基極)的驅(qū)動(dòng)返饋環(huán)路和初級(jí)開關(guān)電路或輔助整流電路混在一起。

7.調(diào)整優(yōu)化阻尼電阻值，使它在開關(guān)的死區(qū)時(shí)間里不產(chǎn)生振鈴響聲。

8. 防止EMI濾波電感飽和。

9.使拐彎節(jié)點(diǎn)和次級(jí)電路的元件遠(yuǎn)離初級(jí)電路的屏蔽體或者開關(guān)管的散熱片。

10.保持初級(jí)電路的擺動(dòng)的節(jié)點(diǎn)和元件本體遠(yuǎn)離屏蔽或者散熱片。

11.使高頻輸入的EMI濾波器靠近輸入電纜或者連接器端。

12.保持高頻輸出的EMI濾波器靠近輸出電線端子。

13. 使EMI濾波器對(duì)面的PCB板的銅箔和元件本體之間保持一定距離。

14.在輔助線圈的整流器的線路上放一些電阻。

15.在磁棒線圈上并聯(lián)阻尼電阻。

16.在輸出RF濾波器兩端并聯(lián)阻尼電阻。

17.在PCB設(shè)計(jì)時(shí)允許放1nF/ 500 V陶瓷電容器或者還可以是一串電阻，跨接在變壓器的初級(jí)的靜端和輔助繞組之間。

18.保持EMI濾波器遠(yuǎn)離功率變壓器;尤其是避免定位在繞包的端部。

19.在PCB面積足夠的情況下, 可在PCB上留下放屏蔽繞組用的腳位和放RC阻尼器的位置，RC阻尼器可跨接在屏蔽繞組兩端。

20.空間允許的話在開關(guān)功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和門極之間放一個(gè)小徑向引線電容器(米勒電容， 10皮法/ 1千伏電容)。

21.空間允許的話放一個(gè)小的RC阻尼器在直流輸出端。

22. 不要把AC插座與初級(jí)開關(guān)管的散熱片靠在一起。

開關(guān)電源EMI的特點(diǎn)

作為工作于開關(guān)狀態(tài)的能量轉(zhuǎn)換裝置，開關(guān)電源的電壓、電流變化率很高，產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度較大;干擾源主要集中在功率開關(guān)期間以及與之相連的散熱器和高平變壓器，相對(duì)于數(shù)字電路干擾源的位置較為清楚;開關(guān)頻率不高(從幾十千赫和數(shù)兆赫茲)，主要的干擾形式是傳導(dǎo)干擾和近場(chǎng)干擾;而印刷線路板 (PCB)走線通常采用手工布線，具有更大的隨意性，這增加了PCB分布參數(shù)的提取和近場(chǎng)干擾估計(jì)的難度。

1MHZ以內(nèi)----以差模干擾為主,增大X電容就可解決

1MHZ---5MHZ---差模共?；旌?采用輸入端并一系列X電容來濾除差摸干擾并分析出是哪種干擾超標(biāo)并解決;

5M---以上以共摸干擾為主,采用抑制共摸的方法.對(duì)于外殼接地的,在地線上用一個(gè)磁環(huán)繞2圈會(huì)對(duì)10MHZ以上干擾有較大的衰減(diudiu2006);對(duì)于25--30MHZ不過可以采用加大對(duì)地Y電容、在變壓器外面包銅皮、改變PCB LAYOUT、輸出線前面接一個(gè)雙線并繞的小磁環(huán),最少繞10圈、在輸出整流管兩端并RC濾波器.

30---50MHZ 普遍是MOS管高速開通關(guān)斷引起,可以用增大MOS驅(qū)動(dòng)電阻,RCD緩沖電路采用1N4007慢管,VCC供電電壓用1N4007慢管來解決.

100---200MHZ 普遍是輸出整流管反向恢復(fù)電流引起,可以在整流管上串磁珠

100MHz-200MHz之間大部分出于PFC MOSFET及PFC 二極管,現(xiàn)在MOSFET及PFC二極管串磁珠有效果,水平方向基本可以解決問題,但垂直方向就很無奈了

開關(guān)電源的輻射一般只會(huì)影響到100M 以下的頻段.也可以在MOS,二極管上加相應(yīng)吸收回路,但效率會(huì)有所降低。

1MHZ 以內(nèi)----以差模干擾為主

1.增大X 電容量;

2.添加差模電感;

3.小功率電源可采用PI 型濾波器處理(建議靠近變壓器的電解電容可選用較大些)。

1MHZ---5MHZ---差模共?；旌希?p>采用輸入端并聯(lián)一系列X 電容來濾除差摸干擾并分析出是哪種干擾超標(biāo)并以解決，

1.對(duì)于差模干擾超標(biāo)可調(diào)整X 電容量,添加差模電感器，調(diào)差模電感量;

2.對(duì)于共模干擾超標(biāo)可添加共模電感,選用合理的電感量來抑制;

3.也可改變整流二極管特性來處理一對(duì)快速二極管如FR107 一對(duì)普通整流二極管1N4007。