開關(guān)電源電磁干擾的抑制措施

1、開關(guān)電源EMI濾波器的電路設(shè)計

當(dāng)開關(guān)電源的諧波電平在低頻段(頻率范圍0.15～30MHz)表現(xiàn)在電源線上時,稱之為傳導(dǎo)干擾。要抑制傳導(dǎo)干擾相對比較容易,只要使用適當(dāng)?shù)腅MI濾波器,就能將其在電源線上的EMI信號電平抑制在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值內(nèi)。

要使EMI濾波器對EMI信號有的衰減性能,則濾波器阻抗應(yīng)與電源阻抗失配,越失配,實現(xiàn)的衰減越理想,得到的插入損耗特性就越好。也就是說,如果噪音源內(nèi)阻是低阻抗的,則與之對接的EMI濾波器的輸入阻抗應(yīng)該是高阻抗(如電感量很大的串聯(lián)電感);如果噪音源內(nèi)阻是高阻抗的,則EMI濾波器的輸入阻抗應(yīng)該是低阻抗(如容量很大的并聯(lián)電容)。這個原則也是設(shè)計抑制開關(guān)電源EMI濾波器遵循的。

在實際使用中,由于設(shè)備所產(chǎn)生的共模和差模的成分不一樣,可適當(dāng)增加或減少濾波元件。具體電路的調(diào)整一般要經(jīng)過EMI試驗后才能有滿意的結(jié)果,安裝濾波電路時要保證接地良好,并且輸入端和輸出端要良好隔離,否則,起不到濾波的效果。

開關(guān)電源所產(chǎn)生的干擾以共模干擾為主,在設(shè)計濾波電路時可嘗試去掉差模電感,再增加一級共模濾波電感。常采用如圖2所示的濾波電路,可使開關(guān)電源的傳導(dǎo)干擾下降近30dB,比CISOR22標(biāo)準(zhǔn)的限值低了近6dB以上。

2、輻射EMI的抑制措施

如前所述,開關(guān)電源是一個很強的騷擾源,它來源于開關(guān)器件的高頻通斷和輸出整流二極管反向恢復(fù)。很強的電磁騷擾信號通過空間輻射和電源線的傳導(dǎo)而干擾鄰近的敏感設(shè)備。除了功率開關(guān)管和高頻整流二極管外,產(chǎn)生輻射干擾的主要元器件還有脈沖變壓器及濾波電感等。

負(fù)載電流越大,續(xù)流結(jié)束時流經(jīng)整流二極管的電流也越大,二極管反向恢復(fù)的時間也越長,則尖峰電流的影響也越大。采用多個整流二極管并聯(lián)來分擔(dān)負(fù)載電流,可以降低短路尖峰電流的影響。

開關(guān)電源屏蔽,采用模塊式全密封結(jié)構(gòu),建議用1mm以上厚度的鍍鋅鋼板,屏蔽層良好接地。在高頻脈沖變壓器初、次級之間加一屏蔽層并接地,可以抑制干擾的電場耦合。將高頻脈沖變壓器、輸出濾波電感等磁性元件加上屏蔽罩,可以將磁力線限制在磁阻小的屏蔽體內(nèi)。