《开关电源电磁干扰的分析与预防.》.doc

开关电源电磁干扰的分析与预防 　　 中国开关电源门户网3月25日讯：现有的克制办法大多从清除搅扰源和受扰装备之间的耦合和辐射，切断电磁搅扰的流传门路起程，这确是克制搅扰的一种卓有成效的方式，但很少有人触及间接掌握搅扰源，清除搅扰，或进步受扰装备的抗扰才能，殊不知后者还有许多开展的空间。 序：改良办法的倡议 　　目前从电磁搅扰的流传门路起程来克制搅扰，已渐进成熟。咱们的视点要回到开关电源器件自身来。从多年的任务实际来看，在电路方面要注意以下几点： 印制板规划时，要将模仿电路区和数字电路区合理地离开，电源和地线独自引出，电源供给处聚集到一点；ＰＣＢ布线时，高频数字信号线要用短线，重要信号线最好集中在ＰＣＢ板中央，同时电源线尽可以远离高频数字信号线或用地线隔开。其次，可以依据耦合系数来布线，尽量增添搅扰耦合。 印制板的电源线和地线印制条尽可以宽，以减小线阻抗，从而减小公共阻抗引起的搅扰噪声。 器件多选用贴片元件和尽可以延长元件的引脚长度，以减小元件散布电感的影响。 在Vdd及Vcc电源端尽可以接近器件接入滤波电容，以延长开关电流的流通门路，如用10μＦ铝电解和01μＦ电容并联接在电源脚上。关于高速数字ＩＣ的电源端可以用钽电解电容替代铝电解电容，因为钽电解的对地阻抗比铝电解小得多。 论断发作开关电源电磁搅扰的因素还很多，克制电磁搅扰还有少量的任务。片面克制开关电源的各种噪声会使开关电源得到更普遍的运用。 ? 一、开关电源电磁搅扰的发作气理 开关电源发作的搅扰，按噪声搅扰源品种来分，可分为尖峰搅扰谐和波搅扰两种；若按耦合通路来分，可分为传导搅扰和辐射搅扰两种。如今按噪声搅扰源来分手解释： 1、二极管的反向复原时光引起的搅扰 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积攒，因此在载流子消逝之前的一段时光里，电流会反向活动，致使载流子消逝的反向恢来电流急剧增添而发作很大的电流变更。 2、开关管任务时发作的谐波搅扰 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出电流波形在阻性负载时近似为矩形波，其中含有丰硕的高次谐波重量。当采取零电流、零电压开关时，这种谐波搅扰将会很小。另外，功率开关管在截止时期，高频变压器绕组漏感引起的电流渐变，也会发作尖峰搅扰。 3、交换输出回路发作的搅扰 无工频变压器的开关电源输出端整流管在反向复原时期会引起高频衰减振荡发作搅扰。 开关电源发作的尖峰搅扰谐和波搅扰能量，通过开关电源的输出输出线流传进来而形成的搅扰称之为传导搅扰；而谐波和寄生振荡的能量，通过输出输出线流传时，都会在空间发作电场和磁场。这种通过电磁辐射发作的搅扰称为辐射搅扰。 4、其余起因 元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够圆满，印刷线路板走线通常采取手工安排，具备很大的随便性，PCB的近场搅扰大，并且印刷板上器件的安装、搁置，以及方位的不合理都会形成EMI搅扰。 二、开关电源EMI的特征 作为任务于开关状况的能量转换安装，开关电源的电压、电流变更率很高，发作的搅扰强度较大；搅扰源重要集中在功率开关时期以及与之相连的散热器和高平变压器，相关于数字电路搅扰源的地位较为清晰；开关频率不高，重要的搅扰情势是传导搅扰和近场搅扰；而印刷线路板走线通常采取手工布线，具备更大的随便性，这增添了PCB散布参数的提取和近场搅扰预计的难度。 三、EMI测试技巧 目前诊断差模共模搅扰的三种方式：射频电流探头、差模克制网络、噪声分别网络。用射频电流探头是测量差模共模搅扰最简朴的方式，但测量后果与规范限值对比要经过较庞杂的换算。差模克制网络构造简朴，测量后果可间接与规范限值对比，但只能测量共模搅扰。噪声分别网络是最幻想的方式，但其症结部件变压器的制作请求很高。 四、目前克制搅扰的几种办法 形成电磁搅扰的三要素是搅扰源、流传门路和受扰装备。因此，克制电磁搅扰也应当从这三方面着手。首先应当克制搅扰源，间接清除搅扰起因；其次是清除搅扰源和受扰装备之间的耦合和辐射，切断电磁搅扰的流传门路；第三是进步受扰装备的抗扰才能，减低其对噪声的敏感度。目前克制搅扰的几种办法基础上都是用切断电磁搅扰源和受扰装备之间的耦合通道，它们确是卓有成效的方式。罕用的方式是屏蔽、接地和滤波。 采取屏蔽技巧可以有效地克制开关电源的电磁辐射搅扰。例如，功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗，为了散热往往须要安装散热器或间接安装在电源底板上。器件安装时须要导热性能好的绝缘片进行绝缘，这就使器件与底板和散热器之间发作了散布电容，开关电源的底板是交换电源的地线，因此通过器件与底板之间的散布电容将电磁搅扰耦合到交换输出端发作共模搅扰，处理这个问题的方式是采取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