開關電源電磁兼容性設計

開關電源設計中的電磁兼容開關電源采取將市電直接整流濾波成為直流高壓，然后通過晶體管逆變器轉換成低電壓的高頻交流電壓，再經過整流和濾波變成所需體管的開關時間進行控制，最終可保持輸出電壓不變。這種線路的好處是取消了笨重的工頻變壓器；工作在開關狀態(tài)下的晶體管的功耗要比線性狀態(tài)低得多，所以不需要龐大的散熱器；再者，逆變器的工作頻率較高（幾十至0H），只要用較小容量的電容器就可 開關電源中諧從低壓電網經整流提供直流是電力電子技術中應用極其廣泛的一種基本變流方案，但由于整流器是－種非線 件，它與儲能電容的組合使得這種非線性整流的輸入波形發(fā)生了嚴重畸變（參見本書前面章節(jié)相關敘述），電流波形呈脈沖狀，其中 的諧波電流成分。一方面對電網造成嚴重污染，另一方面也使電路的功率因數(shù)下降。提高電網供電質量和可靠性，提高用電的功率因數(shù) 節(jié)能必須采用效術施減入端諧分。提高功率因數(shù)的方法主要有兩種，一種是無源功率因數(shù)校 ，在整流器和濾波電容（兼有儲能功能）之間串聯(lián)一個濾波電感來大輸入電流的導通角度。采用該法在滿載時的功率因數(shù)一般可達90%以上。該法的特點是線路簡單，平均無故障時間長，電磁干擾低，但份量重，適用小率場。 交流輸入正弦波形，從而把功出電壓穩(wěn)定和磁性元件小的特點。有源功率因數(shù)校正控制的 的控制方式也不盡相同。有源功率因數(shù)校正的主要缺點鑒于這部分內容的敘述 地是屬于開關電源設計的范疇，請讀參閱 開關電源的電下圖為開關電源的主要部分，用于說明電源中電磁騷擾的產生與耦 共模傳導騷初級電路對初級電路來說，經整流后的直流電壓為30V左右，DC/DC變換器就在這個電壓下工作。對MOS功率晶體管來說，開關波形上升與下降時間做到100n的情況并不，因此，開關波形的電壓變化率實際上達到了30V/0n或μ熱器之間時，晶體管管殼與散熱器之間的分布電容大約與50pF，所以波形瞬變時經過分布電容流到散熱器，最后進入安全地的瞬到為了克服晶體管外殼與散器之間因分布電容帶來的害影響，以裝 片并把 接開關回路這樣，晶體管開關時由dv/所引起的容性電流進入開關回路，而不入殼安接。 輻射騷擾與抑頻率。運用上述關系的條件是回路的尺寸遠小于頻率分量的波，式中電流由設備對電源的要求而定；頻率由電源的重量、系統(tǒng)另外，對開關電源來說，在初級和次級回路中都存在一個高di/dt的回。對初級回路，從輸入端的直流濾波電容，經變壓器初級和，構成電流有快速變化的回路。在次級回路，通過整流二極管，低壓波電容和變壓器次級構成回路 輻射 ⑵在印刷板布局上，可考慮將正負載流導線分別布在印刷線路板的兩案是將正負載流導體布在同為“地”（或另—恒定電位面），使“地”板感應的鏡象電流與相對的磁很高的d/ “t 輸出噪聲的減開關電源輸出噪聲的減小包括差輸出端差模噪 開關電源輸出端噪聲減小的方法方法二：輸出回路增加一級濾波。增加的電感只要在磁芯上繞幾匝μ）方法三：在大電流開關電源的場合，輸出端加入電感可將次級電流變（下圖右側），能同時改善直 輸出端共模變壓器的線圈間的電容注入次級，在次級產另外 變壓器線圈間 可以更加有效地抑制次級上感應的級開關噪聲。常見的有三 ，靠近初級線圈 常連到一次源上；靠近次級 常連到公共輸出地（若有的話），中間層一般接機殼。要在樣機階段反復實驗，以找到線圈 的最好接方 3.2.4 專題1：開關電源中的變壓器繞制問～層的 管或稱為“噪音源”的這一側相連；另一層（另一半）繞組與V＋或稱“”～級繞組上面再繞層或）3～ 下圖是將初級繞組分開來繞制的變壓器。接開關晶體管或“噪音源”12初級偏壓繞組。為了減少電容量，在繞次級繞組之前，要加～層～層（或層）絕緣帶，最后再繞接＋或稱為3～1 前面已經講過：“為了減少（初級繞組和次級繞組之間的分布參數(shù)）電容量，在繞次級繞組之前，要加層的絕緣帶。”但是在不少應用場合中，次級繞組不用普通的漆包銅線，而是改用多重絕緣的銅線，由于這種絕緣銅線的絕緣層增大很多，這在一定程度上起到了與繞制多層絕緣帶同等功能。在這種情況下，絕緣帶可以少繞一些。采用這種方法，除了同樣可以減小初級與次級之間的分布電外，初級與次級之間的絕緣強度 行有關。如果電壓調整是根據次級來進行的，則偏壓繞組應當放在13例的結構。這時偏壓繞組起到了層的作用，有助于減少電源產生如果電壓調整是利用初級的，偏壓繞組應當繞在變壓器的最最外層，如第2的結構。這導致偏壓繞組與次級繞組之間保持最大的耦合；而與初級繞組之間的耦合減至最小。由于這種方式偏壓繞組與次級繞組間有較好的耦合，因此偏壓繞組能夠較好地響應輸出電壓變化，從而改進了電源的輸出電壓調整率。再者，由于偏壓繞組與初級繞組的耦合情況較差，有助于減少由于初級尖峰引起的偏壓輸出的峰值沖擊。如果偏壓繞組與初級繞組的耦合很弱，只要在偏壓繞組中串聯(lián)一個小電阻就可以對尖峰進行濾波了，從而改進了對負載的調 初級偏壓繞組最好能布滿完整的一層，如果偏壓繞組的匝數(shù)很少，可以采取加粗偏壓繞組的線徑，或者用多根導線并聯(lián)繞制的方法，以便改進偏壓繞組的填充情況。這一改進措施實際上也改進了采用次級電壓來調節(jié)電源的 能力；同樣也改進了采用初級電壓來調節(jié)源，級組壓繞的合況。如果變壓器有多個次級繞組，則為了減少漏感，要讓功率最大的這個次級繞組應當最靠近變壓器的初級繞組。如果這個次級繞組只有相對較少幾匝，為了改進耦合情況，還是應當設法將它布滿完整的一層，例如可以采用多根導線并聯(lián)的辦法，這有助于改進對多路輸出的電源，其輔助輸出繞組應該直接地、緊密地繞在作電壓調整的這個次級繞組的 當多路電源的輸出可以采用共地技術時，處理方法就得簡單一些下圖示出了輸出 可以共地的同一極性的電壓例這一實有助于改進輔助輸出回路的電壓調整率，同時減少次級繞組的匝數(shù)對于圖中這個線路V1種V2之間V2＝｛(V1＋VD1)×(N1＋N2)/

VD1和VD2是二極管D1和D2的順向壓降。N1和N2是用于輸出V1和時的主輸出回路繞組導線線徑的選擇應當考 輸出電路的電流總和 在第第割成兩個半繞組的結構（俗稱為三明治”結構率較大的電源當中（例如） 下面是關于通過變壓器結構來改進開關電源EMI·將變壓器的·初級繞組的·對于采用變壓器次級調整輸出電壓的設設置偏壓繞組。偏壓繞組在一定程度上起到 層的作用 除了變壓器繞組布局外，在變壓器上采取一 措施也能改善關電源的EMI指標。其中之一便是在初級和次級繞組之間增層。采 層的目的是為了減小初級和次級之間的共模耦合電容 左右，保證首尾復蓋；復蓋處用絕緣帶隔開，避免形成短路圈。屏 層可以接V＋ 層的一個更經濟有效的辦法是采用導 場會對鄰近的電產生共模發(fā)射（如下左圖所示），影響M的環(huán) 場必要，這個銅箔帶可以接到初級的接地回線處，以幫助衰過靜采用銅箔帶來抑制干擾時，要特別注意，透過銅箔帶在初級與之間 專題2：開關電源中傳導騷擾的測量和抑.開關電源的在離線式開關電源中，高電壓和大電流的開關波形產生了包括傳導為此，所有的開關電源在設計時都必須考慮這一問題，要設法衰減術設備的無線電騷擾限值和測量方法》，它等同于國際標準 表1A類設備電源端子騷頻率范圍限值表2B類設備電源端頻率范（MHz限值1 表3A、B兩類設備輻射騷（MHz（dBμV/m如在3m法電波暗室中進量），則新的測量限值在表3基礎上再加1（孤 在表1～表3中提了、兩類 設，標準對分類的尺度和含義作了規(guī)定備，保護距離為0。如便攜式設備，電信設備，家用電腦等。屬于B類設備的場合有：住宅區(qū)，如四合院、公寓等；商業(yè)區(qū)，如商店、超市等；商務區(qū)，如寫字摟、銀行等；公共 所，如 院、餐館、迪斯科舞廳等；戶外場所，如 、停車場、體育中心等；輕工如間、 等對A類設備的定義是，不屬于B 設備 設備屬A類設備 企業(yè)而言，輻射騷擾發(fā)射試驗的場地與試驗設備的配置的要求近乎儀器是兩件：人工電源網絡和帶有準峰值檢波選件的頻譜分析儀。后者雖不是認證的干擾），但這兩件儀器用于開展產品質量改進，和產品性能預測試，還是可以勝任的。當然，有條件的話能再配備一間室就 典型的傳導騷擾預測試的試驗配

被試設備非導電性桌子負載 .傳導騷擾測量⑴人工電源網絡所體現(xiàn)的實際阻抗是取決于被試設備與人工電源網⑵為了保 有重復性和可比性，被試設備至少要預熱1小時讓其⑶試驗儀器的掃描速度要足夠低，以便能捕捉每一次諧波的⑷試驗過程中，一般先用峰值測量法對整個試驗頻段進行掃描，如果峰值測量己經低于準峰值和平均值測量限值，則相應頻段的準峰值和平均值檢波測量可以不做，試品即已通過傳導騷擾的發(fā)射試驗。這是因為在三種檢波測量中，峰值檢波的測量值總是最高的，因此嶧值檢波的測量值已經低于準峰值和平均值的限值時，試驗將自然而然地通過所有試驗已不存任何疑意。只有峰值測量低于準峰值和平均值限值的部分，才需要補做準峰值和平均值的測量。上述試驗 .實際的試驗過⑴通過試驗確定被試設備工作中所產生的差模基波及低頻諧小功率電源（例如低于5W）的場合才使用分離式電感。對電感還⑶測量所選用的每個濾波器件的頻率與阻抗持性。注意所選器件自諧振頻率不能與電源波形上的⑷通過預測試試驗配置測量帶有輸入濾波器的開關電源的傳發(fā)射 .試驗結果的分析意 圖中是傳導騷擾測量的等效電路。從圖中可見被試設備在兩根（一根是相線，另一根是中線N電流C1和C2在測量電阻上的壓降造成的。而這兩個電流又是被試設備在工作時產生的差模電流DC迭加而成。由于在兩個測量電阻上的D和C的電流流向不同，導致測量電阻上實際的共模電流C1和C2不等。在R1在R2上的電流

利用測量儀器測量電阻上的壓降，實際上也就測到了騷擾電流IC1和IC2 實際的測量結果有如下幾種⑴在R1和R2上的測量電壓大體上相等，而且測量電壓在標準限值⑵在R1和R2上的測量電壓大體上相等，但測量電壓超出標準限值范圍⑶在R1和R2上的測量電壓不等，但測量電壓在標準所規(guī)定的限值范內⑷在R1和R2上的測量電壓不等，而測量電壓超出標準所規(guī)定的限值范圍。對于⑴、⑶兩種結果，由于測量結果己經在標準所限定的范圍我們不必作過多辨別，已經可以認定被試設備通過這項試驗對于⑵，有兩種可能的情況：要么差模電流D很小，IC1≈C2；要么差模電流很大，使得，只定測量儀器無法辨別相位，使得測對于⑷，都是共模電流IC和差模電流ID共同作用的例與作為一般規(guī)律，如果測量結果是在1～2MHz以 的，通常是差的可能性比較大；反之，在1～2MHz以上 .實際的處理方1波器件的實際特 電容器作為濾波器件中的一個重要組成部分，選用時要注意三個關鍵數(shù)：阻抗特性、電壓額定值和安（SL）自諧振頻率f，如圖所示。電容器在自諧振點上的阻抗決定于等效的串聯(lián)電阻Sfr個電感器。常用的濾波電容有塑料薄膜電容器、塑料薄膜和紙混合的電 在M濾波器中，電容器分成兩組，分別是X和Y電容。其X電容跨接在電源線，M濾波器中主要用來抑制差模干擾的部X電容有幾個特：首，由于由容器跨接在電源線上，因此額定電壓應當與電網電壓相其次由X電容的失效不會造成 電擊所以在實使用X電的量相電來可選大些再慮到被試設備有不同安全要求對于不同要求的設備應選擇不同脈沖耐壓的電容。表出對容分要。IEC-ⅢⅡ-無在表中X2級電容是最通常使用于抑制差模的；X1級電容也價格比較高；X3級電容則較少采 下圖是各種常用規(guī)格的X2電容的阻抗特性，其中多數(shù)X2電容都是短引線的，作為對比，圖中還給出了一個長引線的X2電容的阻抗特性。 Y電容通常用在電源進線或橋式整流輸出對次級、機架、 或大地之間，用來對付共模干擾電壓。Y電容的要求也有幾個特點：先，Y電容失效會導致 電擊；其次，對Y電容有最大漏電的限制（其范圍在0.25A～3.5之間，由產品標準定）由此可見對Y電容除了有耐壓的要求外，對電容量也有一定要求。下表是對Y電容的分級要。無 在兩線230VAC輸入或一般的通用電源，用一個Y1電容直接接在AC輸入線或橋式整流器輸出與電源次級之間。Y1電容必須滿足抗電耐壓的要求（對進線電壓為230VAC的，要用3000VAC，試驗1分鐘）。Y2電容不滿足加強絕緣的要求，在多數(shù)兩線輸入要用兩只2200的Y2Y2短路失效，也不致產生。串聯(lián)聯(lián)接的兩個Y2電容也必須滿足抗電耐壓的要求（230VAC3000V，試驗1分鐘）。對電源輸入為3線的場合，Y2AC電源線或Y2電容短路失。 下圖是Y2電容的阻抗特性，作為對比，圖中大多數(shù)電容特性都是在短引線情況 出的，只有一個電容是長引線的。Y2電容在從M～M范圍內都有比較良好的濾波特性。注意除電容的線印刷板上的布線太長，影響了它的濾波效，一般電容器的諧振頻率通常要達到4MH甚至更高。當電容器的引線過長或印刷板的布過長也可能產生電磁騷擾的發(fā)包括頻較低傳導擾發(fā)射，和頻率較高的輻射騷擾發(fā)射）。使用引線較短的Y2可以同時滿是對這兩種擾抑。

5.1.2電感對EMI濾波器中的電感器要關注三個關鍵參數(shù)：有效的阻抗流額Cfr感器一樣，是電感性的；而高于諧振頻率fr，電感器的作用與電容器 （見下圖）。稍為貴一點的電 差模電感器的有效電感與通過的電流峰有關。在開關電源電源輸入線 流輸入電流僅僅在很小一段時間才有導通，而導通期間的電流又比較大，因此差模電感器在電流通過期間有一定程度的鐵芯飽和。下圖是開關電源的輸入電流波形，以及鐵粉芯環(huán)形電感器的電感量變化示。第一個半周中的脈沖

導通時間≈3

將差模電感器用在濾波器當，作為抑制差模與共模干擾的一種 ，一般僅見于以下的小功率電源。在大功率情況下經常采用共模電感器，由于共模電感器本身也殘留部分差模電感的成分，因此共模電感器對抑制差模干擾也有一定作用，而且增加功能又不增 （如下圖所示，這是一個用環(huán)形鐵芯繞制的共模電感） 左圖一種分別 管筒磁芯的共模電感器例子為了減小寄生電，這種共模電感器采用了分繞制的辦法。右圖是它的抗特性。作為圖還一典環(huán)形芯阻特。 的不對稱，除了包含一個共模電感外，還等效串聯(lián)了一個差模的漏感見下圖共模電感器中，每一個繞組的共模電感是在另一個繞組開路的情況 管筒型共模電感器的差模阻抗持性見下圖所示 如想減少1z～M范圍內的高頻傳導發(fā)射，可以采用下圖，一個小的環(huán)形鐵氧體磁芯（鐵氧材料的厚度為12.7mm，內徑為6.4，外徑為8.）配合～圈不同顏色的絕緣導線， 線并繞的方法來制作共模電感器。這個電感器常常用在開關電源的輸出線 5.2反激式開關電源的EMI電流PRI，功率晶體管的漏極電壓VDrain，二極管電壓VDioe，和變壓器的次級電流M的設計，就有可能使由這些波形的M 變壓在功率晶體管導通瞬間，變壓器初級電流PRI開始流通。初級電流波形的斜率取決于輸入電壓、初級電感、開關頻率和占空。這個梯（或三角形）電流波的頻域特性可以用一個基波電流和許許多多的諧電來加以表示它們在交流電源線和開關電源輸入部分間形成 發(fā)射電流。與此同時，這個電流波形在由印刷板布線構成的環(huán) 流還產輻磁并由形共發(fā)。功率功率晶體管的漏極電壓波形VDrain用高速的dv/dt來加以表述。電路的寄的峰化及振鈴，典型的頻率在3MHz～12MHz之間。功率晶體管的漏極、變壓器的初級和接在漏極結點上的漏極箝位元件將驅動一個位移電流經在電源的開關頻率以及振鈴電壓波的諧振頻率（f1）3MHz～12MHz上。共模發(fā)射電流與控制功率晶體管導通的門極驅動信號有關，通過對門驅動器的控制可以降低dv/dt 二極管電壓波二極管電壓波形VDioe也可以用高速電壓變化和高速的上升與下降時加的電壓峰化和頻率為2MHz～3MH的振鈴。二極管的電壓波形）上。次級次級電流波形ISEC在功率晶體管截止的瞬間便開始了。電流開始值，隨即按照次級電感和輸出電壓所決定的斜率線性下降。這個梯迭加在波形上的振鈴部分與以前討論過的漏源電壓波形VDrai有關。）。 3制EMI的控制途徑有·差模濾波·共模濾波·變壓器的結這里只談前兩途徑，后兩問題都 差模濾波器分M測試的時候，差模電流在人工電源網絡的測量電阻RSL的壓降，與它在人工電源網絡N線上的測量電阻RN的壓 用電流源PRC在10H～M頻率范圍內的有效阻抗用等效串聯(lián)電阻SR代表；橋式整流器導電期間用短路代表；交流電源的阻抗用人工電源網絡的兩個5Ω的測量電阻代表；差模CD和兩個差模電感組成的C由于濾波電容CD的典型值為0.1μF～1.0μF，在討論的100kHz～有關。在調試中有了前一次 ，我們可以估算出要換用么參數(shù)的新濾波元件，便能做到 當頻率高于MH以上時，線路中的寄參數(shù)就不能不予考慮了，新的等效電路見下圖所示。這時，在貯能電容CN和濾波電容CD中的都要考慮S這一項樣在差模電感中必須要考慮等效并聯(lián)于D端的分布電容C。隨著頻率的升高，寄生參數(shù)的作用益顯現(xiàn)出來小了濾波器的濾波效能。值得慶幸的是，開關波形的諧波成份在MH以上本身就比較小，一般不是造成測量結果 的主要原。實踐表明，造成1MH以上騷擾電壓 的主要原因是前面講到過的開關形的鈴和參數(shù)自。最后 的是，超過1MHz以上頻率時，元器件的布局變得非常要，不適當?shù)牟季挚梢蕴岣唠娙莸腅SL。此外，騷擾電壓和電流能繞過濾波器，直接耦合到電源線上 5.3.2共模濾波器分L和中線N上流、中線N中的任一根里單獨流動。共模傳導發(fā)射是由功率晶體管的漏極電壓VVDi CBD4是二極管的等效電容；CAC是交流電源輸入線之間的分布電容（相對人工電源網絡來說，這個電容微不足道）注意，開關電源次級是直接接地的。變壓器的分布電容可以用下面?zhèn)€分CW1：繞組電容。從變壓器初級開關這一側（初級的“噪音”這一側至次級“噪音”CW2：繞組電容。從變壓器初級開關這一側（初級的“噪音”這一側到次級“靜音”C3：繞組電容。從變壓器初級靜音”這一側，到次級“噪音”或開關CW4：繞組電容。從變壓器初級“靜音”這一側，到次級“靜音”這實際上是一個“好的”分布電容，通常我們還要用附加Y電容來CW6：繞組電容。CW5和CW6合在一起，造成變壓器的諧振頻率為400kHZ～2MHz過這個頻率，變壓器每個繞組的阻抗變成容性，而不再是感 C、C1、C2、C和C5。而每一個位移電流（CC1、C2COSS和C5）最終又必須返回驅動結點）C1：分割成進入大地的部分和次級部分去次級的這部分電流可以經過變壓器電容返回到功率晶體管的漏極。去大地的這部分電流從地進入中N（同時 工回源網絡測得，再通過線路的耦合進入相線L（同時 工電源網絡測得），再經過橋接的二極管折（接二極管導通時就迭加在工頻電流上折返；當二極管截止時就通接二極管的結電容折返），進V＋和V－，再經過C5和CS返回功率晶管漏。C1：分割成C3C和6等幾部分其C3返初；C進入大地C6再次分，部分并入2，部分進入大地。進入大地的部分再經過相線和中線返，這程中 工源絡得。ICW2：分割成ICW6及部分進入大地。進入大地的部分再經過相線L中線N返回，在這過程 工電源網絡測得 ICOSS：分割成ICIN及進入V－的 。要注意CIN在高頻下的等效電感進入相線L和中線再返回大地，在這過程中 工電源網絡測得。進入大地后的電流，可進入次級，經過變壓器繞組電容，耦合回到ICW5：分割成ICIN及進入V＋的兩絡。V＋的這一路會經過橋式整流器流出，進入相線L和中線再返回大地，在這過程中 工電源網絡測得。進入大地后的電流，可進入次級，經過變壓器繞組電容，耦所有這些不同的位移電流的迭加將導致部分相消，但總還有剩余的高頻電流成分被作為共模傳導發(fā)射測出。種種分布電容的不對稱可以解釋共模發(fā)射電流怎樣會變成不平衡的凈電流進入相線和中線。類似的分析還可以用于輸出整流二極管結點作為驅動電壓源的情況。很顯，于析來分 最的法是經過試。 器要求采用相對較大的電感量。大多數(shù)應用場合中的共模電感在抗。超過MH容的SLM濾波器后，噪聲電壓有可 帶EMI濾波器的開交流輸入為兩線的開關電 交流輸入為 用 場合及減少輻射發(fā)射的加強型濾波器的設本例與下例顯示用一個價格便宜的1000pF陶瓷電容(CA)與輸入貯能電容并聯(lián)，為 用 場合及減少輻射發(fā)射的加強型濾波器的設 沒有共模電 外 的開關電本例為有 的源， 外流中根， 電容以交耦初。的要經瓷級或直接接。器路所 的電氣安題也維如地旁；而當接線效規(guī)起電制。 交流輸入為兩根線、帶濾波器和外殼本例為典型的、輸入為2根線、有外殼、外殼接次級RTN的開關電源。外殼與初級 典型的交流兩線輸入、帶濾波器、初級接局 的開關電 設計舉例 該電線路中采用了2離的單端反激式直流開關電源。該線路輸出電壓為7.5V，輸出功率為15。輸入電壓的工作范圍為85265VA2和齊納二極管VR2以及光電耦合器U2中光電二極管和電阻R1交流電源經BR1和C1整流濾波，產生一個直流高壓，加至開關變壓器的初級繞組，初級繞組的另一側由PWR-TOP202 的集成高壓MOSFET驅動。D1和VR1對由變壓器漏感所產生的尖峰電壓進行箝位負載，以改進電源對輕負載時的負載調整率。偏置繞組被D3和C4整流電源輸入端由脈動電流引起的差模電磁騷擾電流由L2和C6進行衰減。C5用來濾除MOSFET在控制腳上的驅動用充電電流中的尖峰成分，其 開關 開關變壓器的繞制方法開關初級繞組從腳起繞，自左到右，共3圈（號線），繞兩層（在第2層終止于1，膜厚。在初級繞組和次級繞組之間墊絕次級繞組從2號線，雙線并繞，共5圈，終止于腳。在次級繞組與偏置繞組之間墊絕偏置繞組從3腳起繞，自左到右，采用32號線，雙線并繞，共7一層，終止于4全部繞好后，再繞3變壓器制作完成后要浸凡立 下圖給出該直流開關電源的印刷板設計和布局圖。印刷板尺寸3.3in；寬1.6in。裝元件后高度1in 下圖給出該直流開關電流的電磁騷擾特性 頻率 頻率 設計舉例 特有的功能。SG6840的低起動電流和低工作電流的特點使它具有很 特有的“綠色模式（Green 專門的同步斜率補償電路則保證了電流環(huán)的功率的穩(wěn)定；外接的負溫度系數(shù)電敏電阻（NTC）與RT連接，用來 SG6840控制器的結構框圖 SG6840控制器管腳功能1234參考設定的典型值是1.3V，用于在SG6840中產生一個56 78 利用SG6840控制器設計的開 實物電源的主要技術參數(shù)輸入90VAC至輸入47Hz至輸效維持過壓冷卻自然溫－20℃至EMI測試標CISPR22—BEMS測試標 電源清晰布局，避免了相互之間的串擾，所以布局比較合理。另外，每所以由環(huán)路形成的天線”性能。在元器件選用時，還有意識的選用一些磁珠，專門用于吸收,。 問題。今將逆變部分的地線處理重畫在下圖當中 下面⑴為了取得更好的EMI性能及減少工頻整流的紋波，橋式整流器首先應該接到電容器C2⑵在逆變部分的大電流環(huán)路中（C2—變壓器—MOSFET—RS—和C2間的連線要盡可能短，不要在RS和C2間布置元件。見圖中的深藍。⑶分離C1的接地環(huán)路，一路接SG6840，另一路接偏壓繞組。見圖中的藍和⑷C1要靠近SG6840的VDD和GND，以便取得盡量好的去耦效果。見中的SG6840控制電路的RI、RT以及光耦的地要連在一起，并且要靠SG6840的GND。見圖中土黃色的線 下圖是這些處理措施在印刷板上 實物⑴安全標準⑵表面和結構外形：尺寸及變壓器的制作參見⑶機端子強度：變壓器的每個端子必須經受5公斤、10秒鐘的拉力不應⑷電氣要求：參見下圖 ⑸變線規(guī)圈數(shù)注P4—0×1 TP5—73 5—1—93PQ2620鐵氧體磁 （A）LP1（4～6腳）電感＝680～730μH，漏感＜10μH（N2短路時測量4～6腳的電感）對N2使用三重絕對N4要稀疏繞制輸出 ⑹磁型號為PQ2620⑺變線圈支架及引腳的型號為PQ2620⑻電聚酯漆包銅線，≥130℃，VLE84081ULE57568(S)。⑽絕FourPillars：ULE520292（S）TeraokaSeisakusho：ULE56086（S）⑾浸TS-2414V（TeshChemicalCo.）凡立水，≥130 ⑿絕外層：至少三層0.025mm的聚酯薄膜，總厚為交迭：至少一層0.025mm的聚酯薄膜⒀絕緣要初級對次級：至少初級對磁芯：至少所有繞組對其他繞組：至少初級對次級：3000VAC，50/60Hz，0.5mA（最大初級對磁芯：500VAC，50/60Hz，0.5mA（最大⒁初級電感（4～6腳770～820μH 實物輸出為空載要求在正常線電壓情況下的輸入功率小于1W：輸入電壓穩(wěn)定輸入 線電壓調整要求線電壓的調整率最大值為1%，負載調整率最大值為5%：輸入最大負載中等2線電壓調整負載調整率 電流限制及恒功要求當輸出電流超過5.5A～6.5A時，應當產生保護，同時不應當壞電：輸入輸出 短路保要求輸出短路時，應對電源進行保護，且交流輸入功率應當小于。另外，當短路撤消時能自動恢：最大負載中等負載效要求在最大負載時（5A），效率應大于80% 過電壓保要求電源在16～17VDC時實行過電壓保：輸入空載溫升測經15小時負載試元件開始試驗時溫15小時后溫 電磁⑴EMI測試驗按CISPR22的B級進行輻射 輻射 傳導 ⑵EMS實物電源的抗擾度試驗做過脈沖群試驗、雷擊浪涌試驗、射頻注入電流后：①判據A：被試設備在試驗中、試驗后，其性能都在正常的范圍內擾撤走后，被試設備可自行恢復其性能；③判據C：被試設備的試驗中和試驗后，都有性能暫時性降低或喪失的現(xiàn)象發(fā)生，但是通過操作試驗電壓：1kV，正及交流電源線的L、N和BA 綜合波（電綜合波（電壓波1.2/50μs，電流波8/20μs，內阻5次正，5重復率為1次/1L-N：0°，90°，180°，270°1KvBA試驗幅度：3Vrms（采用1kHz正弦波調制，凋波深度為AA ④電電壓跌落或中跌落或中斷時試驗試驗0.5周BA25CA250周CC 采用SG6840控制器的開關電源實 設計舉例本例說明SG6848集 控制器及其在反激式開關電源中的應 16V上。SG6848不僅對整個電源電路提供了高性能和低價位，同時也S6848控制器除了可用于通用開關電源及2W 性能簡·綠色模式 控制，支持節(jié)電的要求·起動電流低至30μA·工作電流低至3mA·前沿消·在寬的輸入·內置同步斜·電流模式的工·電流限制功·欠電壓鎖定（UVLO）·外部組件·低價格的解·有雙列直插和 結構框 管腳功能123參考電平設置。它對地連接一個電阻在456MOSFET的門 SG6848有表面貼裝和雙列直插兩種封裝形式 使用說·起動起動電流為3μA阻來提供控制器以起動功率，構成一個寬范圍（10～240VAC）的Dμ作VCC）。·工作電工作電流己被減至3mA。低的工作電流使得電源有更高的工作效率同時也降低了對VCC保持電容的要求·綠色模式的工作方（降低電源在輕載和空載時的功率消耗。而在正常負載和重載情 ·振蕩器的工 Ri(kΩ)；f (kHz)＝6650/Ri(kΩ)。振蕩頻率的范圍被設計成·電流測定 的電流限6-電壓轉換是RRFB來控制的。對8的電流測定比較器來說，其轉換輸入在其內部被限位在0.5V上，一旦在4制，因此，k(a)＝0.85V/R?！で把叵慨敼β蔒SF被接通時，由寄生電感和電容引起的一個前沿尖峰脈沖將會產生。為了避免于前沿尖峰所導致的開關沖提前結束。此尖峰用一個時間大約為310ns的延遲來消隱。在消隱發(fā)生期間，電流限制較是被 掉所以不去掉驅。 ·欠電壓鎖定UVLO保證了SG6848的VCC值在輸出級能工作之前就已經足夠去完成全部功能了。UVLO的接通和斷開閾值在 被定在15.5V/10.5V。這一離線變換器從整流輸入即能有效進入自舉過程。在正常工作期間，VCC是由變壓器的輔助繞組來提供。在起動階段，VCC的保持電容CIN必須要經過起動電阻RIN充電到15.5V。對30μA的起動電流，即使RIN達到1.5MΩ，當VAC＝90Vrms，仍能對CIN進行充電。另外，當線電壓外于較高的情況下（VAC＝240Vrms），在RIN上的功率消耗仍將低S6848的極-M輸出級是一個高速圖騰構門驅器在設計上避免了有交越秘的電流，減少了發(fā)熱損耗，提高效率和穩(wěn)定性。另外，輸出驅動器還接有齊納二管，的控制并保護它不受門的過電壓 。還通過延緩接通波形的上升時間和截止時間，使輸出級得到優(yōu)化，它能減少轉換過程中的噪聲，及給M以穩(wěn)定的門呦信號。 ·內置的斜率補在持續(xù)工作時，此電流是平均電流，由和DC題得到簡易解決。S6848在每個開關周期中插進了一個同步的0.33V·噪聲免續(xù)工作時，然而通過斜率補償有助于解決這個問題。注意，68采用的局部補償和濾波組件則應當靠近。這對于驅動M是很重要的。另外，在輸出（腳）與的門極之間串接一個電阻 輸出噪聲 設計實下圖是用SG6848控制 實物 實物電源的90VAC至47Hz至－20℃至EMI測試CISPR22—B 實物電源印刷線路板設計上的一些考從實物電源的主要技術指針可以看出，電源的電磁兼容性能是技術指針的一個重要方面。從線路設計的角度來，除了選用性能可靠的 控制器外印板設一個要?！疤炀€作用 仔細觀察印刷板實樣圖，還能發(fā)現(xiàn)線路板的地線處理非常有特色，擾的情況，有意識地割離開來，最終才合并成一個點，這是典型的單點接地的概念，目的是解決電源本身和對外的干擾與 問題。 下面⑴為了得到比較好的EMI性能和降低工頻紋波，橋式整流器的應當首先去接電容C2，然后接開關電路。見綠色聯(lián)機⑵大電流（開關電流）環(huán)路是由C2—變壓器—M—2組成。在RS和C2間的聯(lián)機要盡量地短，同時在RS和C2之間不要布⑶分散C1的接地回路，一條通路接到SG6848，另一條接偏壓繞見藍⑷為了更好地去耦，要將C1布置在離SG6848的VDD和GND⑸S6848的控制電路（R和R）以及光耦的接地應當連在一起，同時放在靠近的 下圖是這些處理措施在印刷板上 實物