開關電源EMI設計經驗

1、開關電源EMI設計經驗 2010-05-24   來源：工控商務網   瀏覽：56 推薦朋友 打印本稿 字體：大  小 開關電源的EMI干擾源集中體現在功率開關管、整流二極管、高頻變壓器等，外部環(huán)境對開關電源的干擾主要來自電網的抖動、雷擊、外界輻射等。一、開關電源的EMI源開關電源的EMI干擾源集中體現在功率開關管、整流二極管、高頻變壓器等，外部環(huán)境對開關電源的干擾主要來自電網的抖動、雷擊、外界輻射等。1、功率開關管功率開關管工作在On-Off快速循環(huán)轉換的狀態(tài)，dv/dt和di/dt都在急劇變

2、換，因此，功率開關管既是電場耦合的主要干擾源，也是磁場耦合的主要干擾源。2、高頻變壓器高頻變壓器的EMI來源集中體現在漏感對應的di/dt快速循環(huán)變換，因此高頻變壓器是磁場耦合的重要干擾源。3、整流二極管整流二極管的EMI來源集中體現在反向恢復特性上，反向恢復電流的斷續(xù)點會在電感（引線電感、雜散電感等）產生高 dv/dt，從而導致強電磁干擾。4、PCB準確的說，PCB是上述干擾源的耦合通道，PCB的優(yōu)劣，直接對應著對上 述EMI源抑制的好壞。二、開關電源EMI傳輸通道分類1、傳導干擾的傳輸通道1.1、容性耦合1.2、感性耦合1.3、電阻耦合1.3.1、公共電源內阻產生的電阻傳導耦合1.3.2、

3、公共地線阻抗產生的 電阻傳導耦合1.3.3、公共線路阻抗產生的電阻傳導耦合2、輻射干擾的傳輸通道2.1、在開關 電源中，能構成輻射干擾源的元器件和導線均可以被假設為天線，從而利用電偶極子和磁偶極子理論進行分析；二極管、電容、功率開關管可以假設為電偶極子，電感線圈可以假設為磁偶極子；2.2、沒有屏蔽體時，電偶極子、磁偶極子，產生的電磁波傳輸通道為空氣（可以假設為自由空間）；2.3、有屏蔽體時，考慮屏蔽體的縫隙和孔洞，按照泄漏場的數學模型進行分析處理。三、開關電源EMI抑制的9大措施在開關電源中，電壓和電流的突變，即高dv/dt和di/dt，是其EMI產生的主要原因。實現開關電源的EMC設計技術措

4、施主要基于以下兩點：1、盡量減小電源本身所產生的干擾源，利用抑制干擾的方法或產生干擾較小的元器件和電路，并進行合理布局；2、通過接地、濾波、屏蔽 等技術抑制電源的EMI以及提高電源的EMS。2.1、減小dv/dt和di/dt（降 低其峰值、減緩其斜率）2.2、壓敏電阻的合理應用，以降低浪涌電壓2.3、阻尼網絡抑制過沖2.4、采用軟恢復特 性的二極管，以降低高頻段EMI2.5、有源功率因數校正，以及其他諧波校正技術2.6、采用合理設計的電源線濾波器2.7、合理的接地處理2.8、有效的屏蔽措施2.9、合理的PCB設計四、高頻變壓器漏感的控制高頻變壓器的漏感是功率開關管關斷尖峰電壓產生的重要原因之一

5、，因此，控制漏感成為解決高頻變壓器帶來的EMI首要面對的問題。減小高頻變壓器漏感兩個切入點：電氣設計、工藝設計！1、選擇合適磁芯，降低漏感。漏感與原邊匝數平方成正比，減小匝數會顯著降低漏感。2、減小繞組間的絕緣層?，F在有一種稱之為“黃金薄膜”的絕緣層，厚度20100um，脈沖擊穿電壓可達幾千伏。3、增加繞組間耦合度，減小漏感。五、高頻變壓器的屏蔽為防止高頻變壓器的漏磁對周圍電路產生干擾，可采用屏 蔽帶來屏蔽高頻變壓器的漏磁場。屏蔽帶一般由銅箔制作，繞在變壓器外部一周，并進行接地，屏蔽帶相對于漏磁場來說是一個短路環(huán)，從而抑制漏磁場更大范圍的泄漏。高頻變壓器，磁心之間和繞組之間會發(fā)生相對位移，從而導致高頻變壓器在工作中產生噪聲（嘯叫、振動）。為防止該噪聲，需要對變壓器采取加