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電源適配器廠家分享關(guān)于開關(guān)電源電磁兼容設(shè)計(jì)

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電源適配器廠家分享關(guān)于開關(guān)電源電磁兼容設(shè)計(jì)

在對(duì)電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)面臨三個(gè)要素，就是干擾源、耦合途徑和敏感元器件。開關(guān)電源電磁干擾是由電壓和電流的突然變化所形成，即只要dV/dt或dI/dt較大，便會(huì)對(duì)自身形成異常的電磁干擾影響，這是EMI部分.至于EMS，開關(guān)電源要有一定抗干擾能力，不能誤觸發(fā)，通俗表達(dá)就是不能對(duì)自身的干擾信號(hào)過(guò)于敏感。對(duì)于EMI方面是發(fā)射干擾標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于EMS方面是敏感度方面的標(biāo)準(zhǔn)。而大家的耦合途徑，一個(gè)是以電磁波的形式從空間傳播，一個(gè)是以線路來(lái)傳播。開關(guān)電源必須能夠抵抗自身的干擾信號(hào)，同時(shí)開關(guān)電源所形成的EMI干擾信號(hào)不會(huì)對(duì)自身形成異常的電磁干擾影響（符合標(biāo)準(zhǔn)或用戶標(biāo)準(zhǔn)）。
一、元件的型號(hào)選擇
（一）電路功能的型號(hào)選擇
這主要是針對(duì)信號(hào)而言,對(duì)于共模干擾信號(hào),可以用一個(gè)共模電感和兩個(gè)電容搭建一個(gè)濾波電路,對(duì)所抑制共模干擾信號(hào)有好大的作用,而對(duì)于差模干擾信號(hào),能夠增加一個(gè)差模工字電感和兩個(gè)電容搭建一個(gè)∏型濾波電路,同樣這對(duì)抑制差模干擾信號(hào)有較大的作用.這些電路單能夠應(yīng)用在強(qiáng)電AC220V上,還可以應(yīng)用在信號(hào)線上,在長(zhǎng)距離走線的PCB板上或容易受干擾的信號(hào)線上格外有用。
（二）元器件規(guī)格的型號(hào)選擇
在元件的型號(hào)選擇上，對(duì)EMC有較大的影響作用，元件的規(guī)格設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品后期EMC設(shè)計(jì)有較大的幫忙，因此關(guān)鍵元件的規(guī)格的選擇是十分有重要的。比如：交流AC220V輸入的電源，經(jīng)過(guò)共模電感，而共模電感的電感量和抑制頻率對(duì)抗干擾有較大幫助；而開關(guān)電源在對(duì)MOS管型號(hào)選擇時(shí)，MOS管的結(jié)點(diǎn)電容值對(duì)大家后期EMI性能有較大的影響，我們?cè)谛吞?hào)選擇時(shí)，要格外重視這方面的標(biāo)準(zhǔn)，不單是原材料型號(hào)選擇，倒不如說(shuō)是規(guī)格型號(hào)選擇更為合適一些。根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，通常反激式開關(guān)電源的EMI問(wèn)題，若以差模干擾信號(hào)為主導(dǎo)，能夠增加X電容量，能夠添加工字電感，或是采用∏型濾波電路；根據(jù)增加元器件的規(guī)格來(lái)抑制干擾，比如調(diào)節(jié)X電容量、改變差模電感量或是增大開關(guān)電源的輸入電容等。若以共模干擾信號(hào)為主導(dǎo)，能夠添加共模電感，在高頻變壓器的磁芯上面繞一圈銅箔，然后把銅箔接地。
二、元器件的布局及PCB線路板的布線設(shè)計(jì)
（一）元器件的放置布局需要按照功能設(shè)計(jì)
元器件的布局主要以功能為單位，把實(shí)現(xiàn)同一功能的電路元器件統(tǒng)一放置在一個(gè)區(qū)域，而且組成同一功能的元器件之間的位置要適度，在符合生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)的情況下需要盡可能靠在一塊放置.應(yīng)用在開關(guān)電源上，我們可以把開關(guān)電源的分為四個(gè)模式設(shè)計(jì)，另一個(gè)交流電源輸入回路、另一個(gè)MOS管開關(guān)回路、另一個(gè)直流輸出回路和最后一個(gè)就是輸出反饋回路。在每一個(gè)回路都需要依據(jù)電路原理來(lái)做好layout設(shè)計(jì)。在初級(jí)功率回路之中，首先通過(guò)輸入電解電容的正端，通過(guò)初級(jí)電感、MOS管、采集回路，再到輸入電容地；在次級(jí)功率回路，由次級(jí)電感，通過(guò)整流二極管，再到輸出電容。每部分的元器件元器件放置都按照順序設(shè)計(jì)，這樣不僅節(jié)約空間，布線容易，并且電磁兼容性能更加好。
（二）pcb線路板電路板布線
同一功能的元器件相互間的布線依據(jù)原理設(shè)計(jì)來(lái)確認(rèn)，不可以任意接線，不可以覺得同一網(wǎng)絡(luò)就可以任意連接在一起就可以了。需要依據(jù)電路原理來(lái)布線，例如常用的另一個(gè)抗干擾電路∏型濾波電路，它是由兩個(gè)X電容和另一個(gè)共模電感組成，從電路原理來(lái)研究，就先通過(guò)另一個(gè)X電容，再通過(guò)共模電感，最后通過(guò)另另一個(gè)X電容；而不會(huì)由于兩個(gè)X電容的網(wǎng)絡(luò)相同，就會(huì)先放置兩個(gè)X電容，最后放置共模電容，這樣的濾波效果就相對(duì)來(lái)說(shuō)差，與此同時(shí)也達(dá)不到原來(lái)設(shè)計(jì)的濾波要求，同樣的道理,各功能模塊電路設(shè)計(jì)也是一樣，我們?cè)诜胖迷骷蚿cb線路板布線時(shí)，也需要以同樣的原則來(lái)設(shè)計(jì)各功能模塊的布局。
三、開關(guān)電源EMC整改
這是許多 新產(chǎn)品需要經(jīng)歷的過(guò)程，針對(duì)功率大的開關(guān)電源，其受干擾程度會(huì)更大，同樣其產(chǎn)生的干擾也更大，相對(duì)來(lái)說(shuō)較為難通過(guò)檢測(cè)。在整改EMC測(cè)試中，要研究了解超標(biāo)的干擾信號(hào)。由于電磁兼容問(wèn)題很難完全用純理論的方法去解釋和整改，這里采取的研究思路是，先通過(guò)檢測(cè)把問(wèn)題定位，找到耦合路徑，找到易受干擾的敏感元器件,然后再用理論去研究幫助整改。通過(guò)檢測(cè)的數(shù)據(jù)得出超標(biāo)的段的頻率，針對(duì)此段的頻率，找到自身對(duì)應(yīng)的頻率，從電源自身的頻率下手整改，這樣會(huì)更加有方向感，與此同時(shí)更容易定位問(wèn)題，減小整改的范圍，不同頻率段對(duì)采取不同對(duì)策，例如在1MHz以內(nèi)，可以把重點(diǎn)放增大X電容、添加差模電感或者增加一個(gè)小功率的∏型濾波電路來(lái)處理；在20-30MHz相互間，可以改變一下對(duì)地的Y2電容電容量或者改變一下其位置，可以改變接在一、二次側(cè)的Y1電容量，可以在高頻變壓器外面增加銅箔等等。
不僅從頻率下手，也可以研究干擾信號(hào)是共模信號(hào)干擾或是差模信號(hào)干擾，可以對(duì)干擾信號(hào)的特點(diǎn)采用針對(duì)性的對(duì)策，可以分別增加差模電感或共模電感，可以改變整流器二極管的特點(diǎn)來(lái)處理，可以把快遞二極管FR107改為普通整流二極管IN4007。

在PCBLAYOUT和電路設(shè)計(jì)上，開關(guān)電源的吸收環(huán)路設(shè)計(jì)的盡量小，在輸出整流器管兩端并聯(lián)RC濾波器且需要調(diào)整合理的參數(shù)，在變壓器的輸入電壓引腳加一個(gè)電容，把MOS管驅(qū)動(dòng)電阻增大。


開關(guān)電源電磁兼容設(shè)計(jì)


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| 發(fā)布時(shí)間：2020.12.24    來(lái)源：
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