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技術(shù)文章

設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)防止EMI需掌握的22個(gè)措施

閱讀:173發(fā)布時(shí)間:2026-4-12

作為工作于開關(guān)狀態(tài)的能量轉(zhuǎn)換裝置,開關(guān)電源的電壓、電流變化率很高,產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度較大;干擾源主要集中在功率開關(guān)期間以及與之相連的散熱器和高平變壓器,相對于數(shù)字電路干擾源的位置較為清楚;開關(guān)頻率不高(從幾十KHz和幾MHz),主要的干擾形式是傳導(dǎo)干擾和近場干擾;而印刷線路板(PCB)走線通常采用手工布線,隨意性更大,這樣PCB分布參數(shù)提取難度加大,同時(shí)近場干擾估算也更困難。


  1MHz以內(nèi)


  以差模干擾為主,增大X電容就可解決。


  1MHz---5MHz


  差模共模混合,采用輸入端并一系列X電容來濾除差摸干擾并分析出是哪種干擾超標(biāo)并解決;5MHz以上以共摸干擾為主,采用抑制共摸的方法。對于外殼接地的,在地線上用一個(gè)磁環(huán)繞2圈會對10MHz以上干擾有較大的衰減;對于25--30MHz可以采用加大對地Y電容、在變壓器外面包銅皮、改變PCBLAYOUT、輸出線前面接一個(gè)雙線并繞的小磁環(huán),最少繞10圈、在輸出整流管兩端并RC濾波器。


  30MHz---50MHz


  普遍是MOS管高速開通關(guān)斷引起,可以用增大MOS驅(qū)動電阻,RCD緩沖電路采用1N4007慢管,VCC供電電壓用1N4007慢管來解決。


  100MHz---200MHz


  普遍是輸出整流管反向恢復(fù)電流引起,可以在整流管上串磁珠。


  100MHz-200MHz之間大部分出于PFCMOSFET及PFC二極管,現(xiàn)在MOSFET及PFC二極管串磁珠有效果,水平方向基本可以解決問題,但垂直方向就很無奈了。


  開關(guān)電源的輻射一般只會影響到100MHz以下的頻段,也可以在MOS,二極管上加相應(yīng)吸收回路,但效率會有所降低。


  設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)防止EMI的措施


  1、把噪音電路節(jié)點(diǎn)的PCB銅箔面積限度地減小,如開關(guān)管的漏極、集電極,初次級繞組的節(jié)點(diǎn)等。


  2、使輸入和輸出端遠(yuǎn)離噪音元件,如變壓器線包,變壓器磁芯,開關(guān)管的散熱片等等。


  3、使噪音元件(如未遮蔽的變壓器線包,未遮蔽的變壓器磁芯和開關(guān)管等等)遠(yuǎn)離外殼邊緣,因?yàn)樵谡2僮飨峦鈿み吘壓芸赡芸拷饷娴慕拥鼐€。


  4、如果變壓器沒有使用電場屏蔽,要保持屏蔽體和散熱片遠(yuǎn)離變壓器。


  5、盡量減小以下電流環(huán)的面積:次級(輸出)整流器,初級開關(guān)功率器件,柵極(基極)驅(qū)動線路,輔助整流器。


  6、不要將門極(基極)的驅(qū)動返饋環(huán)路和初級開關(guān)電路或輔助整流電路混在一起。


  7、調(diào)整優(yōu)化阻尼電阻值,使它在開關(guān)的死區(qū)時(shí)間里不產(chǎn)生振鈴響聲。


  8、防止EMI濾波電感飽和。


  9、使拐彎節(jié)點(diǎn)和次級電路的元件遠(yuǎn)離初級電路的屏蔽體或者開關(guān)管的散熱片。


  10、保持初級電路的擺動節(jié)點(diǎn)和元件本體遠(yuǎn)離屏蔽或者散熱片。


  11、使高頻輸入的EMI濾波器靠近輸入電纜或者連接器端。


  12、保持高頻輸出的EMI濾波器靠近輸出電線端子。


  13、使EMI濾波器對面的PCB板的銅箔和元件本體之間保持一定距離。


  14、在輔助線圈的整流器的線路上放一些電阻。


  15、在磁棒線圈上并聯(lián)阻尼電阻。


  16、在輸出RF濾波器兩端并聯(lián)阻尼電阻。


  17、在PCB設(shè)計(jì)時(shí)允許放1nF/500V陶瓷電容器或者還可以是一串電阻,跨接在變壓器的初級的靜端和輔助繞組之間。


  18、保持EMI濾波器遠(yuǎn)離功率變壓器,尤其是避免定位在繞包的端部。


  19、在PCB面積足夠的情況下,可在PCB上留下放屏蔽繞組用的腳位和放RC阻尼器的位置,RC阻尼器可跨接在屏蔽繞組兩端。


  20、空間允許的話在開關(guān)功率場效應(yīng)管的漏極和門極之間放一個(gè)小徑向引線電容器(米勒電容,10皮法/1千伏電容)。


  21、空間允許的話放一個(gè)小的RC阻尼器在直流輸出端。


  22、不要把AC插座與初級開關(guān)管的散熱片靠在一起。

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