开关电源电磁兼容对策-Read.docVIP

开关电源电磁兼容对策 开关电源产生电磁骚扰的原理 开关电源的谐波电平在低频段(频率范围0.15～30MHz)表现在电源线上时，称之为传导干扰。要抑制传导干扰相对比较容易，只要使用适当的EMI滤波器，就能将其在电源线上的EMI信号电平抑制在相关标准规定的限值内。 几乎所有设备的传导干扰都包含共模噪音和差模噪音，开关电源也不例外。共模干扰是由于载流导体与大地之间的电位差产生的，其特点是两条线上的杂讯电压是同电位同向的；而差模干扰则是由于载流导体之间的电位差产生的，其特点是两条线上的杂讯电压是同电位反向的。 （1）、整流器整流过程产生的高次谐波会沿着电源线产生传导和辐射骚扰; （2）、开关管由导通切换为关断状态时,脉冲变压器分布电感储存的能量,将与C1产生振荡,导致开关管C,E之间的电压迅速上升达500V左右,形成浪涌电压.并产生按开关频率工作的脉冲串电流,经集电极和散热器之间的分布电容Ci及变压器初,次级之间的分布电容Cd返回AC线,形成共模骚扰电流 （3）、开关管由关断切换为导通状态时,C1通过开关管放电形成浪涌电流产生差模骚扰. （4）、V6会产生反向浪涌电流。由于直流输出线路中的分布电感、分布电容，浪涌将引起高频衰减振荡，这是一种差模骚扰; （5）、开关管的负载是感性负载，开关管断开时产生的浪涌电压，还可能击穿开关管。 骚扰抑制措施 干扰的三要素是干扰源、干扰的藕合通道和接收器。从技术来说，主要是如何运用滤波、接地和屏蔽三大技术。 (1)减少开关管集电极和散热片之间的耦合电容Ci。可以选用低介电常数的材料作绝缘垫，加厚垫片的厚度。也可以用静电屏蔽的方法。例如,在集电极和散热片之间垫上一层夹心绝缘物，即绝缘物中间夹一层铜箔，作为静电屏蔽层，并接在输入直流高压地上，散热片仍接机壳地，这层静电屏蔽层将大大减小集电极和散热片之间的电场耦合。 (2)电源线输入端插入共模和差模滤波器，防止开关电源的共模和差模骚扰电流传导到电源线中，影响电网中其他用电设备，同时也可抑制来自电网的骚扰。 (3)在直流电源输出端加接抗共模骚扰滤波器，例如用铁氧体磁环做成的共模扼流圈，电感量1~3mH即可满足要求。如输出电路的滤波电容器不能充分抑制差模骚扰,可再加一电感一电容组成的Γ型低通滤波器。 (4)脉冲变压器一次侧和二次侧间加静电屏蔽层，屏蔽层应尽量靠近开关管的发射极,接OV地，可以大大减小一次、二次侧间的耦合电容Cd。 (5)在开关管两端加RC吸收电路，吸收浪涌电压。 (6)在输出端的整流二极管两端加RC吸收电路，抑制反向浪涌，也可在整流二极管支路中串接带可饱和磁芯的线圈。可饱和磁芯线圈在通过正常电流时磁芯饱和，电感量很小，不会影响电路正常工作，一旦电流要反向流过时磁性线圈将产生很大的反电势，阻止反向电流的上升，因此将它与整流二极管串联时就能有效地阻止反向浪涌。 (7)采用屏蔽措施。为了防止脉冲变压器的磁场漏泄，可利用闭合磁环形成磁屏蔽。整个开关电源可用金属壳屏蔽起来，引入线处使用穿心电容，接缝处焊接，或用螺丝固定，注意螺丝间距要短。 (8)印制板布线时注意尽量减小高频环路的面积，缩短高频信号线。 1)交流滤波器距离输入端整流器太远，连接线上的噪声会产生辐射。 2)整流器和电解电容距离太远，环路较大，易接收噪声。 3)电解电容，开关管和脉冲变压器的环路太大，高频辐射较强。 (9)在布线时应作以下改进： 1)不要把开关电源的输入交流电源线和输出直流电源线靠在一起，更不能捆扎在起。 2) D输出直流电源线最好用双绞线，至少应紧靠在一起走线。 3)开关电源的输人输出电源线应尽可能远离电路中的信号线。 开关电源EMC常见问题的解决方法 参考下面这个EMC测试的图表（0.15MHz~30MHz）。上面的曲线是准峰值，下面虚线平均值曲线，一般要求EMC测试的实际的曲线都要低于相关曲线6dB左右。 （1）、在0.15MHz~1MHz之间如果出现超标，一般是由于共模干扰和差模干扰共同作用而引起的，解决方法是采用增大X电容的容量或者增大线滤波器的感量予以消除。具体参考值与电源的输入输出功率成正比的关系。 （2）、在1MHz~10MHz之间如果出现超标，一般是由于共模干扰而引起的，解决方法是采用增大Y电容的容量。通常使用Y电容的容量为2200PF，如果有必要可以适当的加大，需要注意的是Y电容的容量不可过大，太大会导致漏电流的增加带来的危险。 （3）、在10MHz~30MHz之间如果出现超标，一般也是由于共模干扰而引起的，解决方法是采用增加共模扼流圈。感量一般在10UH~50UH之间。或者将输出导线穿过铁氧体磁珠并缠绕几圈。需要注意的是