減少開關(guān)電源本身的干擾
工程師可以通過一些技術(shù)手段的合理選擇和使用,來減少開關(guān)電源本身所產(chǎn)生的電磁干擾。目前比較常用的有軟開關(guān)技術(shù)、開關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)、共模干擾的有源抑制技術(shù)等等。首先來看軟開關(guān)技術(shù),在原有的硬開關(guān)電路中增加電感和電容元件,利用電感和電容的諧振,降低開關(guān)過程中的du/dt和di/dt,使開關(guān)器件開通時電壓的下降先于電流的上升,或關(guān)斷時電流的下降先于電壓的上升,來消除電壓和電流的重疊。
開關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)也同樣是工程師在EMC設(shè)計(jì)過程中常常用到的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),這一技術(shù)的合理利用能夠有效降低開關(guān)電源的噪聲頻譜峰值。使用該技術(shù)能夠通過調(diào)制開關(guān)頻率fc,把集中在fc及其諧波2re、3fc?上的能量分散到它們周圍的頻帶上,以降低各個頻點(diǎn)上的EMI幅值。該方法不能降低干擾總量,但能量被分散到頻點(diǎn)的基帶上,從而使各個頻點(diǎn)都不超過EMI規(guī)定的限值。為了達(dá)到降低噪聲頻譜峰值的目的,通常有兩種處理方法,即隨機(jī)頻率法和調(diào)制頻率法。
接下來我們再來看一下第三種常用到的EMC優(yōu)化技術(shù),共模干擾的有源抑制技術(shù)。這一技術(shù)的應(yīng)用原理是設(shè)法從主回路中取出一個與導(dǎo)致電磁干擾的主要開關(guān)電壓波形*反相的補(bǔ)償EMI噪聲電壓,并用它去平衡原開關(guān)電壓。
EMI濾波器是另外一種比較常見的降噪元件,在很多大型開關(guān)電源中都能見到它的身影。在實(shí)際使用過程中,EMI濾波器的主要目的之一就是要在150kHz~30MHz的頻段范圍獲得較高的插入損耗,但對頻率為50Hz工頻信號不產(chǎn)生衰減,使額定電壓、電流順利通過,同時還必須滿足一定的尺寸要求。任何電源線上的傳導(dǎo)干擾信號,均可用差模和共模信號來表示。而電源線干擾可以使用電源線濾波器濾除。一個合理有效的開關(guān)電源EMI濾波器應(yīng)該對電源線上差模和共模干擾都有較強(qiáng)的抑制作用。
PCB優(yōu)化設(shè)計(jì)
除了上面提到的幾種技術(shù)手段之外,想要讓自己所設(shè)計(jì)的開關(guān)電源產(chǎn)品符合EMC標(biāo)準(zhǔn),工程師還必須在PCB的抗干擾設(shè)計(jì)和元件布局上下功夫。PCB抗干擾設(shè)計(jì)主要包括PCB布局、布線及接地,其目的是減小PCB的電磁輻射和PCB上電路之間的串?dāng)_。開關(guān)電源布局的*方法與其電氣設(shè)計(jì)類似。在確定PCB的尺寸形狀后,再確定特殊元器件(如各種發(fā)生器、晶振等)的位置。zui后,根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進(jìn)行布局。
增強(qiáng)敏感電路的抗干擾能力
想要讓自己所設(shè)計(jì)的開關(guān)電源產(chǎn)品符合EMC通用標(biāo)準(zhǔn),增強(qiáng)產(chǎn)品內(nèi)部敏感電路的抗干擾能力也是*的,這一部分主要包括電磁屏蔽和接地兩種方式。