开关电源的 EMC 技术
本文主要阐述开关电源的电磁骚扰抑技术(
EMC)。开关电源电磁骚扰的抑措施对开
关电源产生的
EMC 所采取的抑制措施,主要从两个方面着:一是减小骚扰源的骚扰强度 ;
二是切断骚扰传播。为了达到这个目的主要从以下几个方面着手:选择合适的开关电源工作
方式及工作频率;选择合适的电路元件;采用正确的屏蔽方式、接地、滤波措施,使用合理
的元件布局等几种方法。
1 减小骚扰源的骚扰强度
选择合适的开关电源的工作方式不同,他们的产生的电磁骚扰强度及所产生的电磁骚
扰控制难度是不同的。例如:自激式开关电源在负载轻重不同时不但脉冲宽度会改变,其开
关频率变化很大,这样给克服开关脉冲骚扰和控制其传播带来很大的难度;他激式开关电
源开关频率不变,它靠改变脉冲宽度来保持输出稳定。显然,他激式开关电源更容易控制电
磁骚扰。隔离型开关电源比隔离型开关电源骚扰小。桥式整流产生的骚扰比其它整流方式产
生的骚扰小。光耦隔离比变压器隔离的骚扰更容易控制。对
隔离型开关电源谐振型比极性反
转型骚扰小多了。
开关电源的工作频率也与骚扰强度密相关。低的开关电源工作频率不但可以减小骚扰的
高频分量,其传导骚扰和辐射骚扰的传播效率会大大降低。实际设计中,我们进行工作方式
选择时,综合考虑其电磁容性能,这样往往可以取到事功倍的效果。至于工作频率,在不增
加成本和影响工作效率的情况下当然是越小越好。
选择合适的电路元件
开关电源电路是开关电源产生的电磁骚扰最直接和最主要的来源。在开关回路中,开关
管是核心。我们实际设计和测试中发现,我们用同样耐压的电流容量的不同品牌的开关管进
行辐射骚扰测试,整体骚扰最大的与最小的可能相差
15-20 dB。
对传导骚扰的频率高端,我们也发现同样的现象(对传导骚扰的频率低端这种现象没
有高端明显)。这与开关管在设计中有否考虑电磁容有关。好的开关管在设计中考虑到了高
频率抑制信开关瞬间的震荡并顾了转换效率。这种开关管成本可能会高些。开关回路中另一
关键部件是脉冲变压器,脉冲变压器,对电磁容的影响表现在两个方面:一个是初级线圈
与次级线圈间加静电屏层并引出接地,该接地线尽量靠近开关管的发射极接直流输入的
0
V地(热地),这样可以大大减小分布电容cd,从而减小了初、次级的电场的耦合骚扰。
为了减小脉冲变压器的漏磁,可以选择封闭磁芯(如圆环),封闭磁芯比开口磁芯的
漏磁小。不可以通过在脉冲变压器外包高磁导率的屏材料抑制漏磁,从
而减小了通过漏磁
辐射的骚扰。开关回路中的C
1 选择也很关键,选择高频特性良好的电容或在其上并联一个