開關(guān)電源的EMC技術(shù)

　　電子發(fā)燒友網(wǎng)：本文主要闡述開關(guān)電源的電磁騷擾抑技術(shù)（EMC）。開關(guān)電源電磁騷擾的抑措施對(duì)開關(guān)電源產(chǎn)生的 EMC 所采取的抑制措施，主要從兩個(gè)方面著：一是減小騷擾源的騷擾強(qiáng)度；二是切斷騷擾傳播。為了達(dá)到這個(gè)目的主要從以下幾個(gè)方面著手：選擇合適的開關(guān)電源工作方式及工作頻率；選擇合適的電路元件；采用正確的屏蔽方式、接地、濾波措施，使用合理的元件布局等幾種方法。

　　1 減小騷擾源的騷擾強(qiáng)度

　　選擇合適的開關(guān)電源的工作方式不同，他們的產(chǎn)生的電磁騷擾強(qiáng)度及所產(chǎn)生的電磁騷擾控制難度是不同的。例如：自激式開關(guān)電源在負(fù)載輕重不同時(shí)不但脈沖寬度會(huì)改變，其開關(guān)頻率變化很大，這樣給克服開關(guān)脈沖騷擾和控制其傳播帶來很大的難度；他激式開關(guān)電源開關(guān)頻率不變，它靠改變脈沖寬度來保持輸出穩(wěn)定。顯然，他激式開關(guān)電源更容易控制電磁騷擾。隔離型開關(guān)電源比隔離型開關(guān)電源騷擾小。橋式整流產(chǎn)生的騷擾比其它整流方式產(chǎn)生的騷擾小。光耦隔離比變壓器隔離的騷擾更容易控制。對(duì) 隔離型開關(guān)電源諧振型比極性反轉(zhuǎn)型騷擾小多了。

　　開關(guān)電源的工作頻率也與騷擾強(qiáng)度密相關(guān)。低的開關(guān)電源工作頻率不但可以減小騷擾的高頻分量，其傳導(dǎo)騷擾和輻射騷擾的傳播效率會(huì)大大降低。實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們進(jìn)行工作方式選擇時(shí)，綜合考慮其電磁容性能，這樣往往可以取到事功倍的效果。至于工作頻率，在不增加成本和影響工作效率的情況下當(dāng)然是越小越好。

　　選擇合適的電路元件

　　開關(guān)電源電路是開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁騷擾最直接和最主要的來源。在開關(guān)回路中，開關(guān)管是核心。我們實(shí)際設(shè)計(jì)和測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，我們用同樣耐壓的電流容量的不同品牌的開關(guān)管進(jìn)行輻射騷擾測(cè)試，整體騷擾最大的與最小的可能相差 15-20ｄＢ。

　　對(duì)傳導(dǎo)騷擾的頻率高端，我們也發(fā)現(xiàn)同樣的現(xiàn)象（對(duì)傳導(dǎo)騷擾的頻率低端這種現(xiàn)象沒有高端明顯）。這與開關(guān)管在設(shè)計(jì)中有否考慮電磁容有關(guān)。好的開關(guān)管在設(shè)計(jì)中考慮到了高頻率抑制信開關(guān)瞬間的震蕩并顧了轉(zhuǎn)換效率。這種開關(guān)管成本可能會(huì)高些。開關(guān)回路中另一關(guān)鍵部件是脈沖變壓器，脈沖變壓器，對(duì)電磁容的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一個(gè)是初級(jí)線圈與次級(jí)線圈間加靜電屏層并引出接地，該接地線盡量靠近開關(guān)管的發(fā)射極接直流輸入的 0Ｖ地（熱地），這樣可以大大減小分布電容ｃｄ，從而減小了初、次級(jí)的電場的耦合騷擾。

　　為了減小脈沖變壓器的漏磁，可以選擇封閉磁芯（如圓環(huán)），封閉磁芯比開口磁芯的漏磁小。不可以通過在脈沖變壓器外包高磁導(dǎo)率的屏材料抑制漏磁，從 而減小了通過漏磁輻射的騷擾。開關(guān)回路中的Ｃ1 選擇也很關(guān)鍵，選擇高頻特性良好的電容或在其上并聯(lián)一個(gè)高頻電容，降低高頻阻抗，可以減少高頻電流以差模方式傳導(dǎo)到交流電源中去形成傳導(dǎo)騷擾。在二次整流回路中，整流二極管Ｄ2 常關(guān)鍵。在低壓大電流 的整流回路中，快速恢復(fù)的肖特基是一種較好的選擇。對(duì)高壓輸出電路可選用其它快速恢復(fù)二極管或帶軟恢復(fù)特性的二極管。

　　騷擾吸收回路

　　可在開關(guān)回路的開關(guān)Ｔ兩端并聯(lián)ＲＣ吸收回中如圖 3（ｂ）所示，或在開關(guān)管Ｔ兩端并聯(lián)ＲＣ吸收回路如圖 3（ａ）所示，或在 ＲＣ/ＤＲＣ回路可吸收天開關(guān)管Ｔ接通和斷開瞬間產(chǎn)生的較高的浪涌尖峰電壓，降低開關(guān)回路的騷擾。如圖 3（ｃ）所示，在輸出端的整流二極管Ｄ2 和Ｄ1 正極引線中串接帶可飽和磁芯的線圈或微晶磁珠（ｃｏ系）ｓｃ1、ｓｃ2?？娠柡痛判揪€圈/微晶磁珠在通過正常電流時(shí)磁芯飽和，電感量很小，不會(huì)影響電路正常工作，一旦電流要反向流過時(shí)，它將產(chǎn)生很大的反電勢(shì)，阻止反向電流的上，因此將它與二極管Ｄ1、Ｄ2 串聯(lián)就能有效地抑制二極管Ｄ2 的反向浪涌電流?；站Т胖榭梢灾苯犹自诙O管的引線上，使用方便，效果也比ＲＣ吸收回路好。另外，Ｄ1、Ｌ、Ｃ2組成的濾波網(wǎng)絡(luò)可以更好濾除輸出直流中的高頻紋波，減小輸出端的高頻差模騷擾。

　　一次整流回路中ＰＦＣ網(wǎng)絡(luò)

　　對(duì)一次整流回路，最顯著的騷擾是整流回路對(duì)交流電網(wǎng)的選擇性取電引起的供電網(wǎng)絡(luò)的波形畸變，功率因素偏低。為解決這個(gè)問題，可在一次整流回路加入現(xiàn)成的ＰＦＣ（功率因素控制）模板。該模塊分有源和無源兩種，有源模板效果更好，但電路復(fù)雜，成本較高。為了更適合所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，也有公司提供ＰＦＣ電路后一可將功率因素從 0.4 提到 0.9 以上?？梢允顾O(shè)計(jì)的開關(guān)電源順利通過ＧＢ176250.1－1998 的電流諧波測(cè)試。