反激式功率因数校正电路的干扰分析及电磁兼容设计

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2 电磁兼容的设计

电磁兼容性设计包括电路选择、元器件的选择、滤波、屏蔽、接地、布局等。

2.1 软开关技术

选择零电压开关、零电流开关谐振技术或其他软开关技术。在零电压谐振变换器中，功率开关上的电压波形为准正弦，dv/dt小；在零电流准谐振变换中，流过功率开关的电流为准正弦，di/dt小，这样就可以减小EMI电平。因为，干扰频谱窄，且集中在谐振频率附近，易于滤波器的设计。

要特别注意降低功率开关的di/dt与dv/dt和减小整流二极管噪声的缓冲电路的设计。

2.2 滤波

滤波是抑制干扰的一种有效措施，尤其是在对付传导干扰方面，具有明显的效果。欲削弱传导干扰，把EMI电平控制在有关EMC标准规定的极限电平以下。除抑制骚扰源以外，最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路中加装EMI滤波器。在滤波电路中，选用穿心电容、三端电容、铁氧体磁环，能够改善电路的滤波特性。EMI滤波器如图2所示。

图2 输入EMC滤波器原理图

这种EMI滤波器既能抑制共模干扰又能抑制差模干扰。它是开关电源EMI滤波器的基本网络结构，其中L1和L2是绕在同一磁环上两只独立线圈，匝数相同，有相同方向的同名端，称之为共模电感线圈或者共模线圈。L3与L4是独立的差模抑制电感，C1、C2和C3是电容器。如果把该滤波器一端接入干扰源，负载端接上被干扰设备，那么L1和C1，L2和C2就分别构成了两对独立端口间的低通滤波器，用来抑制电源线上存在的共模EMI信号，使之衰减，并被控制到很低的电平上。L3及L4形成的独立差模抑制电感和电容C3组成了一个低通滤波器，用来抑制电源线上存在的差模EMI信号。

适当的设计或选择合适的滤波器，并正确地安装滤波器是抗干扰技术的重要组成部分，具体措施如下。

1）在交流电输入端加装电源滤波器，其电路图如图2所示。其中L3，L4和C3用于抑制差模噪声，L1，L2，C1和C2用于抑制共模噪声。所有的电源滤波器都必须接地，因为滤波器的共模旁路电容必须在接地时才起作用。一般的接地方法除了将滤波器与金属外壳相接之外，还要用较粗的导线将滤波器外壳与设备的接地点相连，接地阻抗越小滤波效果越好。另外，滤波器应尽量安装在靠近电源入口处，避免干扰信号从输入端直接耦合到输出端。

2）在电源输出端加输出滤波器。加装高频电容，加大输出滤波电感的电感量及滤波电容的容量，可以抑制差模噪声。如果把多个电容并联，效果将会更好。

在使用滤器器的时候,我们还必须注意以下几点。

1）滤波器必须有良好的屏蔽，屏蔽体与电源良好搭接。

2）输入滤波器应装在输入端口处，输出滤波器应装在输出端口处，并远离内部电磁发射很强的电感器、功率开关等。若可能的话，尽可能作为一个独立部件与电源合理连接。

3）滤波器的输入、输出线不能交叉，应采用屏蔽线或相互间设置屏蔽层。

4）滤波器内部的元件，自身要进行良好的电磁屏蔽和接地处理，以免流过滤波器接地导线的短路电流造成有害电磁辐射。