小型开关电源的抗电磁干扰设计

作者：时间：2013-05-18 来源：网络收藏

3 开关电源电路的EMC设计
3．1 输入电路的电磁兼容设计
输入滤波电路如图8所示，FV1为瞬态电压抑制二极管，RV1为压敏电阻，具有很强的瞬变浪涌吸收能力，能很好地保护后级元器件或电路免遭浪涌电压的破坏，EMI滤波器必须良好接地，且接地线要短，最好直接安装在金属外壳上，还要保证其输入线、输出线之间屏蔽隔离，才能有效地切断传导干扰沿输入线的传播和辐射干扰沿空间传播。L1及C1组成低通滤波电路，当L1电感值较大时，还须增加VD1和R1形成续流回路，吸收后级断开时L1储存的能量，不然的话，L1产生的电压尖峰就会形成EMI。电感L1所选用的磁芯最好为闭合磁芯，带气隙的开环磁芯的漏磁场会形成EMI。C1的容量选较大为好，这样可以减小输入线上的纹波电压，从而减小在输入导线周围形成的电磁场。

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/175796.htm

开关电源EMI滤波器基本电路如图9所示，CX1和CX2是差模电容，L1、L2共模电感是匝数相同，绕向相反且绕在同一磁环上的两只独立线圈，两只线圈内电流产生的磁通在磁环内相互抵消，共模电感对工频电流不起任何阻碍作用，避免磁环达到饱和状态，从而使两只线圈的电感值保持不变，CY1和CY2是共模电容。
差模滤波元件和共模滤波元件分别对差模干扰和共模干扰有较强的衰减作用。实际使用中，共模电感绕组由于绕制工艺间会存在电感差值，不过这种差值正好被利用做成差模电感。所以一般电路中不必再设置独立的差模电感。共模电感的差值电感与电容CX1和CX2构成一个Ⅱ型滤波器。这种滤波器对差模干扰有较好的衰减。
电容CY1和CY2是用来滤除共模干扰的。共模干扰的衰减在低频时主要由电感器起作用，而在高频时大部分由电容CY1和CY2起作用，CY1接于电源线和地线之间，需要其耐高压、低漏电流特性，CY一般在2．2～33μF，电容类型为瓷片电容。
差模电容CX接在两根电源线之间，对一般的高频干扰阻抗很低，故两根电源线之间的高频干扰可以通过它，它对工频信号的阻抗很高，对工频信号的传输毫无影响。CX电容选择主要考虑耐压值只要满足功率线路的耐压等级，能承受可预料的电压冲击即可，为了避免放电电流引起的冲击危害，CX电容容量不宜过大，一般在0．01～0．1μF之间，电容类型为陶瓷电容或聚酯薄膜电容。
3．2 高频逆变电路的电磁兼容设计
如图10所示，VT为MOSFET的开关器件，在VT开通和断开时，由于开关时间很短及引线电感、变压器漏感的存在，回路会产生较高的di／dt、du／dt形成EMI，在变压器原边两端增加RCD构成吸收电路，或在开关管VT两端并联电容，缩短引线，减小图中引线1-2，3-4的电感。电容C2、C3一般采用低感电容。另外，我们还采用软开关技术，它也是改善开关器件电磁兼容特性的一个重要的方法，开关器件通断会产生浪涌电流du／dt及尖峰电压di／dt，这是开关管产生EMI及损耗的主要原因，软开关技术使开关管在零电压、零电流时进行开关转换，可以有效地抑制EMI改善开关电源的电磁兼容特性。

3．3 输出整流电路的电磁兼容设计
输出整流电路如图11所示，VD6为整流二极管，VD7为续流二极管，这两个二极管工作于高频开关状态，所以它们是输出整流电路的EMI源。R5、C12和R6、C13它们是高频整流二极管VD6、VD7的吸收电路，可以吸收VD6、VD7开关时产生的电压尖峰，改善开关电源的电磁兼容特性。减少高频整流二极管数量即可减少EMI能量，因此在满足同样条件下，采用半波整流比采用全波整流和全桥整流产生的EMI要小。还有在输出较低电压的情况下，选用肖特基二极管产生的EMI也会比选用其它二极管小。