高频开关电源的EMC设计

本文来源:中国传动网

摘   要:阐述主电路的组成,针对高频开关电源的工作特点,从开关电源中的各组成部分出发,探讨开关电源电路、印制电路板的EMC设计及屏蔽等电磁干扰抑制的方法。通过这些方法的实施,确保高频开关电源满足电磁兼容标准的要求。

关键词:电磁兼容;电磁干扰;抑制措施;高频开关电源;印制电路板

0   引言

       目前,在计算机及外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域中大量使用高频开关电源,但高频开关电源的突出缺点是能产生较强的电磁干扰(Electro Magnetic Interference,EMI)。

       由于高频开关电源的一次整流桥是非线性器件,其形成的电流是严重失真的正弦半波,含有丰富的高次谐波,形成了一系列连续、动脉和瞬变干扰。因此,在高频开关电源设计中必须考虑电磁兼容性(Elctro Magnetic Compatibility,EMC)的设计。

       电网xx在自然环境中,连接着各种电子电气设备,有着复杂的电磁转换过程,可能会引起一些问题:外来噪声使高频开关电源设备的控制电路出现误动作;通信设备由于高频开关电源设备的噪声而出现误动作;高频开关电源设备对电网产生噪声污染;高频开关电源设备向空间散发噪声。

       根据上述情况,针对高频开关电源存在的缺点,在此对其电路及印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)进行了电磁兼容性的设计研究。

1   高频开关电源的EMC设计

1.1   高频开关电源主电路组成

       高频开关电源主电路组成框图如图1所示,它由输入滤波电路、、输出整流电路及输出直流滤波电路等组成。


1.2   输入滤波电路的EMC设计

       输入滤波电路的EMC设计如图2所示。


       VD2为瞬态电压抑制二极管,RV1为压敏电阻,它们都具有很强的瞬变浪涌吸收能力,能很好地保护后级元气件或电路免遭浪涌电压的破坏。Z1为直流抗电磁干扰滤波器,必须良好接地,且接地线要短。L1和C1,组成低通滤波电路,当L1的电感量较大时,必须增加VD1和R1形成续流回路,以吸收L1断开时释放时的电场能量,否则,产生的电压尖峰就会形成EMI。L1的磁芯使用闭合磁芯,可以避免开环磁芯的漏磁场形成EMI。C1采用大容量的电容,可以减少输入线上的纹波电压,减弱在输人导线周围形成的电磁场。

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