DC-DC轉(zhuǎn)換器的電磁兼容技術(shù)淺談
·阻抗失配。
源內(nèi)阻是高阻(低阻)的,則濾波器輸入阻抗就應(yīng)該是低阻(高阻)的;負(fù)載是高阻(低阻)的,則濾波器輸出阻抗就應(yīng)該是低阻(高阻)的;這里的阻抗失配是相對(duì)要抑制的干擾頻率而言,對(duì)正常工作的信號(hào)頻率應(yīng)該阻抗匹配。
·CM和DM同時(shí)抑制。
由于DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作頻率基本都在幾百KHz,根據(jù)以往各型號(hào)產(chǎn)品的EMC檢測(cè)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),一般情況下DC-DC轉(zhuǎn)換器的EMI超標(biāo)頻段都會(huì)覆蓋0.1_1MHz頻段的一部分或全部范圍。根據(jù)圖1所示的分布原理,我們通常要采取有重點(diǎn)地對(duì)CM和DM同時(shí)抑制的原則。
印制電路板的EMC設(shè)計(jì)
由于PCB更改與相應(yīng)的傳導(dǎo)、輻射騷擾的測(cè)試較為復(fù)雜,且在時(shí)間和成本上也存在困難,因此進(jìn)行專門的PCB對(duì)EMC影響的試驗(yàn)較為困難,這里只能根據(jù)一般原理以及多年從事電源設(shè)計(jì)所積累的經(jīng)驗(yàn)給出DC-DC轉(zhuǎn)換器PCB設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的地方(主要針對(duì)降低DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)外的 EMI)。
·設(shè)計(jì)PCB時(shí)首先考慮好布局,特別是變壓器和輸出濾波電感的合理放置。強(qiáng)脈沖信號(hào)線(dv/dt大)的走線要盡量短,它們是典型的發(fā)射天線;導(dǎo)線不要突然拐角。
·合理放置原邊開關(guān)管、輸入濾波電容、濾波電感,使得濾波電容、變壓器原邊繞組、開關(guān)管構(gòu)成的回路面積盡量減小,DC-DC轉(zhuǎn)換器中專門有完整地層,其余信號(hào)線、功率線均在其它層上走線,使環(huán)路面積最??;合理擺放副邊整流濾波電路。
·開關(guān)管和整流管上如有較強(qiáng)高頻尖刺,應(yīng)當(dāng)就近布置吸收電路。
·注意控制電路和功率電路的單點(diǎn)接地,同時(shí)在靠近脈沖電路負(fù)載的部位如PWM芯片VCC引腳添加去耦電容。
·所有的功率器件,當(dāng)與散熱器絕緣連接時(shí),其管芯均與散熱器間存在分布電容,適當(dāng)?shù)姆蛛x不同級(jí)間的散熱器連接方式,可以有效的減小兩級(jí)電路間的容性耦合,減小電磁干擾,多層板式結(jié)構(gòu)優(yōu)于鋁基板式結(jié)構(gòu)就是這個(gè)原因。
實(shí)踐證明,上述印制電路板EMC設(shè)計(jì),對(duì)開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的EMC性能有較大的影響。在印制板設(shè)計(jì)階段,工程技術(shù)人員由于缺乏有效的手段,往往只能采用試探方法,一旦開關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器不能通過(guò)有關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn),就需要重新設(shè)計(jì)印制板。往往為此付出沉重的代價(jià)。
結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器的EMC設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的歸納和分析,從五個(gè)方面討論了DC-DC轉(zhuǎn)換器的EMC設(shè)計(jì)問題。DC-DC轉(zhuǎn)換器EMC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要弄清楚轉(zhuǎn)換器中EMI產(chǎn)生的機(jī)理,有針對(duì)性地進(jìn)行抑制和消除。
評(píng)論