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EMI是指開關(guān)電源的控制方式因?yàn)槭遣捎妹}沖寬度調(diào)制技術(shù),當(dāng)高頻通斷狀態(tài)時(shí),開關(guān)管、變壓器、整流二極管等功率器件在快速瞬變過程中,會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波和尖峰干擾噪音,然后通過輸入輸出線、分布電容的傳導(dǎo)、空間輻射、串?dāng)_等耦合途徑影響周圍電子設(shè)備及自身正常工作。
開關(guān)電源自身產(chǎn)生的電磁干擾占有很寬的頻帶和較強(qiáng)的幅度,如果控制不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾污染電磁環(huán)境。隨著開關(guān)頻率的提高、輸出功率的增大而增強(qiáng),已經(jīng)對(duì)電子設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生了威脅。因此如何抑制開關(guān)電源的電磁干擾,已經(jīng)成為工程師面對(duì)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)問題之一。
干擾源主要有四個(gè)部分:
1、開關(guān)管工作在On-Off快速循環(huán)轉(zhuǎn)換的狀態(tài)時(shí),dv/dt與di/dt都會(huì)在急劇變換,是電場耦合和磁場耦合的主要干擾源。
2、變壓器的EMI是漏感對(duì)應(yīng)的di/dt快速循環(huán)變換,是磁場耦合的重要干擾源。
3、整流二極管的EMI是在反向恢復(fù)特性上,反向恢復(fù)電流的斷續(xù)點(diǎn)會(huì)在電感(引線電感、雜散電感等)產(chǎn)生高 dv/dt,導(dǎo)致強(qiáng)電磁干擾。
4、PCB是以上三點(diǎn)干擾源的耦合通道,所以它的質(zhì)量直接影響到EMI的效果。
在傳導(dǎo)干擾的傳輸通道有容性、感性、電阻耦合等方面,而輻射干擾的傳輸通道主要是干擾源產(chǎn)出電磁波通過空氣等介質(zhì)進(jìn)行傳導(dǎo)。
在開關(guān)電源中,電流和電壓的突變(高dv/dt與di/dt)是產(chǎn)生EMI的主要原因。因此抑制措施主要是減少電源產(chǎn)生的干擾源,利用抑制干擾方法,把元器件及電路合理布局,可通過接地、濾波、屏蔽等方法抑制EMI及提高EMS。
抑制主要由下面幾個(gè)方面入手:
1、降低電流電壓突變其峰值與減緩斜率。
2、壓敏電阻的合理使用,降低浪涌電壓。
3、采用軟恢復(fù)特性二極管,降低高頻段EMI。
4、有源功率因數(shù)校正。
5、合理接地及屏蔽措施。
6、合理設(shè)計(jì)PCB、電源線及濾波。
7、阻尼網(wǎng)絡(luò)抑制過沖。
傳導(dǎo)解決方法主要有:
1、調(diào)整輸入端濾波電路,如差模干擾可加入差模電感,調(diào)整電感量等。
2、調(diào)整整流管吸收電路參數(shù),Y電容位置及參數(shù)。
3、改變mos驅(qū)動(dòng)電阻。
4、開關(guān)環(huán)路及變壓器與輸出二極管等元件構(gòu)成的電路環(huán)盡量小。
5、輸出接共模。
輻射解決方法部分跟上述所說方法差不多,其它的主要有:
1、調(diào)整RCD緩沖電路。
2、mos并聯(lián)小吸收電路。
3、變壓器包銅箔。
4、改變Y電容支路阻抗。
5、在整流管上串磁珠。
一般EMS的問題主要方式是加入PFC校正電路、電源濾波器、熱敏電阻、空氣放電管、壓敏電阻等。
隨著時(shí)代的發(fā)展,電子設(shè)備將會(huì)越來越多,而開關(guān)電源也會(huì)向著高功率密度、小型化發(fā)展,EMI問題不容忽視,將會(huì)成為決定其穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一。