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開關電(diàn)源電磁兼容設計經驗談

更新時間(jiān):2022-03-29      點擊(jī)次數:1547

隨著電力電子技術的發展,開關(guān)電(diàn)源模塊因其相對體積小、效率高、工(gōng)作可靠等優點開始取代傳統整流電源而(ér)被廣泛應用到社會的各個領域。但由於開關電源工作頻率高,內部產生很快的電流、電(diàn)壓變化,即dv/dt和di/dt,導致開(kāi)關電源模塊(kuài)將產生較(jiào)強的諧波幹擾和尖峰幹擾,並通過傳導、輻射和串擾等耦合途徑影響自身電路及其它電子(zǐ)係統的正常(cháng)工作,當然其本身也會受到其它電子設備電(diàn)磁幹擾的影響。這就是所(suǒ)討論的電磁兼容性問題,也(yě)是關於開關電源電磁兼容(róng)的電磁騷(sāo)擾EMD與電磁敏感度EMS設計問題。由於國家開始對部分電子產(chǎn)品強(qiáng)製實行3C認證,因此一個電子設(shè)備能否滿足電(diàn)磁兼容標準,將關係到這一產品能否在市場上銷售,所以進行開關電源的電磁(cí)兼容(róng)性研究顯得非常重要(yào)

電磁兼容學是一門綜合性學科,它涉(shè)及的理論包括數學、電磁場理(lǐ)論、天線與電波傳(chuán)播、電(diàn)路理論、信號分析、通訊理論(lùn)、材料科學、生物醫學等。
進行開關(guān)電源的電磁兼容性設計時,首先(xiān)進行一個係統設計,明確以(yǐ)下幾點:
1. 明確係統要滿足的電磁(cí)兼容標準;
2. 確定係統內的關鍵(jiàn)電路(lù)部分,包括強幹擾源電路、高度敏感電路;
3. 明確電源設備工作環境中的電磁(cí)幹擾源及敏感設備(bèi);
4. 確定對電源設備所要采取的電磁兼容性措(cuò)施(shī)。
一、DC/DC變換器內(nèi)部噪聲幹(gàn)擾(rǎo)源分析
1.二極管的反向恢複引起噪聲幹擾
在開關電源中常使用工(gōng)頻整流二極管、高頻整流二極管、續流二極管等,由於這些二極管都工作在開關狀態,如圖所示,在二極管由阻斷狀態到導通工作過程中,將產生一個很高的電壓尖峰(fēng)VFP;在二極管(guǎn)由導通狀態到阻斷(duàn)工作過程中(zhōng),存在一個(gè)反向恢複時間trr,在反向恢複(fù)過程中,由於二極管封(fēng)裝電感及引線電感的(de)存在,將產(chǎn)生一個反向電壓尖峰(fēng)VRP,由(yóu)於(yú)少子的(de)存儲與複合(hé)效(xiào)應,會產生瞬變(biàn)的(de)反向恢複電流IRP,這種快(kuài)速的電流、電壓突變是電磁幹擾產生的根源。
圖片
電流(liú)電壓(yā)波形圖
二極管反(fǎn)向恢複時電(diàn)流電(diàn)壓(yā)波形 二極(jí)管正向導通電流電壓波形(xíng)
2.開關管開關動(dòng)作時產生電(diàn)磁幹擾
二極管反向恢複時電流電壓波形 二(èr)極管正向導通電流電壓波形
在正激式、推挽式、橋式(shì)變換器中,流過開關管的電流波形在阻性負載時近似矩形波,含有豐富的高頻(pín)成分,這(zhè)些高頻諧波(bō)會(huì)產生很強(qiáng)的電磁(cí)幹擾,在反激變換器中,流過開(kāi)關管的電流波形在阻性負載時近似三(sān)角波,高次諧波成分相對較少。開(kāi)關管在開通時,由於開關時間很短以及逆變回路中引線電感的存在,將(jiāng)產生很大的dV/dt突變和很高的尖峰電壓(yā),在開關(guān)管的關斷時,由於關斷時間很短,將產生很大的di/dt突變和很高的電流尖峰,這(zhè)些電流、電壓突變將產生很強的電磁幹擾。
3.電感、變壓器等磁性元(yuán)件引起的電磁(cí)幹擾(rǎo):在開關電(diàn)源中存(cún)在輸入濾波電感、功率(lǜ)變壓器(qì)、隔離變壓器、輸出濾波電(diàn)感等磁性元件,隔離變壓(yā)器初次(cì)級之間存在寄生電容,高頻幹擾信號通過寄生電容耦合到次邊;功(gōng)率變壓器由於繞製工藝(yì)等原因,原次邊耦合不理(lǐ)想而存在漏(lòu)感,漏電感將產生電磁輻射幹擾,另外功率變壓(yā)器線圈繞組流過高頻脈衝電流,在周圍形成高頻電(diàn)磁場;電感線圈(quān)中流過脈動電流會產生電磁場輻(fú)射,而且在負載突切時,會形成電壓尖峰,同時當它工作在飽和狀態時,將會產生(shēng)電流突變,這些都會引起電磁(cí)幹擾。
4.控製電路中周期性的高頻脈衝信號如振蕩器產生的高頻脈(mò)衝信(xìn)號等將產生高頻高次諧波,對周圍(wéi)電路產生電磁幹擾。
5.此外電路中還會(huì)有地環路幹擾、公共阻抗耦合幹擾,以及控製電源噪聲(shēng)幹擾等
6.開關電源(yuán)中的布線設計非常重要,不合理布線將使電磁幹(gàn)擾通過線線之間的(de)耦合電(diàn)容和(hé)分布(bù)互感串擾或輻射到(dào)鄰近導線上,從而影(yǐng)響其(qí)它電路的正常工作。
7.熱(rè)輻射產生的電磁幹擾,熱輻射是以電磁波的形式進行熱交(jiāo)換,這種電(diàn)磁幹擾(rǎo)影響其它電(diàn)子元(yuán)器(qì)件或電路的正常(cháng)穩定工作。
二(èr)、外界的電磁幹擾
對於某一電子設備,外界對其產生影響的電磁幹擾包括:電網中(zhōng)的諧波(bō)幹擾、雷電、太陽噪聲、靜電放電,以及周圍的高頻發射(shè)設(shè)備引起的幹擾。
三、電磁幹擾的後果
電磁幹擾將造成傳輸信號畸變,影響設備的正常工作。對於雷電、靜電放電等高能量的電磁幹擾,嚴重時會損壞設備。而對於某些設備,電(diàn)磁輻射會(huì)引起重要信息的泄漏。
四、開關電源的電磁兼容設計
了解(jiě)了開關電源內部及外部電磁(cí)幹擾源後,我(wǒ)們還應知道,形成電磁幹擾機理的三(sān)要素是還有傳播途徑和受擾設備。因此開關電源的電(diàn)磁(cí)兼容(róng)設計(jì)主要從以下三個方麵入手:1,減小幹擾源的電磁(cí)幹擾能量;2,切斷幹擾傳播途徑;3,提高受擾設備的抗幹擾能力。
正確了解和把握開關電源(yuán)的電磁幹擾源及其產生機理和幹(gàn)擾傳播(bō)途徑,對於采(cǎi)取何種抗幹擾措施以使設備(bèi)滿足電磁兼容(róng)要求(qiú)非常重要。由於幹擾源有開(kāi)關電源內部產生(shēng)的幹擾源和外部的幹擾源,而且可以說(shuō)幹擾源無(wú)法消除,受擾設(shè)備也總是存在(zài),因此可以說(shuō)電磁兼(jiān)容問題總(zǒng)是存在。
下麵以隔離(lí)式DC/DC變換器為例,討論開關電源的電磁兼容(róng)性設計(jì):
1. DC/DC變換器輸(shū)入濾波電路的設計
如圖所示,FV1為瞬態電壓抑製(zhì)二極管,RV1為壓敏電阻,都具有很強的瞬變浪湧電流的吸收能力,能(néng)很好的保護後級元(yuán)件或電路免遭浪湧電壓的破(pò)壞(huài)。Z1為直流EMI濾波器,必須良好(hǎo)接地,接(jiē)地線要短,最好直接安裝(zhuāng)在金屬外殼上,還要保證(zhèng)其輸入、輸出線之間的屏蔽隔離,才能有效的切(qiē)斷傳導幹擾沿輸入線的傳播和輻射幹擾沿空間的傳播。L1、C1組成低通濾波電路,當(dāng)L1電感值(zhí)較大時,還需增加如圖所示的(de)V1和R1元件,形成續流回路吸收L1斷開時釋放的電場能,否則L1產生(shēng)的電壓尖峰就會形成電磁幹擾,電感L1所使用的磁芯最好為閉合磁芯,帶氣隙的開環磁芯的漏磁場會形成電磁幹擾,C1的容量較大為好,這樣可以減小輸入(rù)線上的紋波電壓,從而減小輸入導線周圍形(xíng)成的電(diàn)磁場。
圖片
DC/DC變換器輸入濾波電路(lù)
2.高頻逆變電路的電磁兼容設計,如圖所示,C2、C3、V2、V3組成的半橋(qiáo)逆變電路(lù),V2、V3為IGBT、MOSFET等開關元件,在V2、 V3開通和關斷時(shí),由於開(kāi)關時間很快以及(jí)引線電感(gǎn)、變壓器漏感的存(cún)在,回路會產(chǎn)生(shēng)較(jiào)高的(de)di/dt、dv/dt突變,從而形成電磁幹擾,為此在變壓器原邊兩端增(zēng)加R4、C4構成的吸收回路,或在V2、V3兩端分別並聯電容器C5、C6,並縮(suō)短引線,減小ab、cd、gh、ef的引線電感。在設計中,C4、 C5、C6一般采用低感電容,電(diàn)容器容量的大小取決於引線電感量、回路中電流值以及允許的過衝電壓值的大小,LI2/2=C△V2/2公式求得C的大小,其(qí)中L為回路(lù)電感(gǎn),I為回路電流,△V為過衝電壓值。
為(wéi)減小△V,就必須減(jiǎn)小回路引線電感值,為此在(zài)設(shè)計時常使用一種叫“多層(céng)低感複合母排"的裝置(zhì),由我所申請專.利.的該種母排裝置能將回路電感降低到足夠小,達10nH級,從而達到減小高頻逆變回路電磁幹擾的目(mù)的。
圖(tú)片
開關管電流(liú)、電(diàn)壓波(bō)形比(bǐ)較圖(tú)
從電磁兼容性設計角度考慮,應(yīng)盡量降低開關管V2、V3的開關頻率,從而降低di/dt、dv/dt值(zhí)。另外使用ZCS或ZVS軟開關變換技(jì)術能有效降低高頻逆變(biàn)回路(lù)的電磁幹擾。在大電流或高電壓下的快速(sù)開關動作是產生電磁噪聲的根本,因此盡可能選用產生電磁噪聲小的電路(lù)拓撲,如在同(tóng)等(děng)條件下(xià)雙管正激拓撲比單管正激拓撲產生電磁噪聲要小(xiǎo),全橋電路(lù)比半橋電路產生電磁噪聲要小。
如圖所示增加吸(xī)收(shōu)電路後(hòu)開關管上(shàng)的電流、電壓波形與沒(méi)有吸收回路時的波形比(bǐ)較。
圖片
半橋(qiáo)逆變電路
3.高頻變壓器的電磁兼(jiān)容(róng)設計
在高頻變壓器T1的設(shè)計時,盡量(liàng)選用電磁屏(píng)蔽性較好(hǎo)的磁芯材料。
如圖所示,C7、C8為匝間(jiān)耦合電(diàn)路,C11為繞組間耦合電容(róng),在變(biàn)壓器繞(rào)製時,盡量減小分布電容C11,以減小變壓器原邊的高頻幹擾耦合到次邊繞組(zǔ)。另外為進一步減小電磁幹擾,可在原、次邊繞組(zǔ)間增加一個屏蔽層,屏蔽層良好接地,這樣變壓器原、次(cì)邊繞組對(duì)屏蔽(bì)層間就形成耦合電(diàn)容C9、C10,高頻幹擾電流就通過C9、C10流到大地。
由於變壓器是一個發熱元件,較差的散熱條件必然導致變壓器溫度升高,從而形成熱輻射,熱輻射是以電磁波形式對外傳(chuán)播,因此變壓器必須有很好的散熱條件。
通常將高頻變壓器封裝在一個鋁(lǚ)殼盒內,鋁盒還(hái)可安裝在鋁散(sàn)熱器上,並灌注電子矽膠,這樣(yàng)變壓器即可形成較好的電磁屏蔽,還可(kě)保證有較好的散熱(rè)效果,減小(xiǎo)電磁輻射。
圖片
高頻變壓器的電磁兼容(róng)設計
5. 輸出整流電(diàn)路電磁兼容設計
如(rú)圖(tú)所(suǒ)示為輸出半(bàn)波整(zhěng)流電路,V6為整流二極管,V7為(wéi)續(xù)流二極管,由於V6、 V7工作於高頻開關狀態,因此輸出整流電路的電磁幹擾源主要是V6和V7,R5、C12和R6、C13分別連接成V6、V7的吸收電(diàn)路,用於吸收(shōu)其開關動作時產生的電壓尖峰,並以熱的形式在R5、R6上消耗。
減少整流二極管的數量就可減小電磁幹擾的能量,因此同等條件下,采用半波整流電(diàn)路比采用全(quán)波整流和全橋整流產生的電磁幹擾要小(xiǎo)。
為減小二極管的電磁幹擾,必須選用具有軟恢複特性的、反向恢複電流小、反向恢複時間短的二極管器件。從理論上講,肖特基勢(shì)壘二極管(SBD)是多數載流子導流,不存在少子的存儲與複合效應,因而也就不會有反向電壓尖峰幹擾,但實際上對於較高反向工作電(diàn)壓的肖特基二極管,隨著電子勢壘厚度的增加(jiā),反(fǎn)向恢複電流會增大,也會產(chǎn)生電磁噪聲。因此在輸出電壓(yā)較低的情況下選用肖特基二極管作直流二極管產生的電磁(cí)幹擾會比選(xuǎn)用其它二極管器件要小。
圖片(piàn)
輸出整流(liú)電路電磁兼容設計
6. 輸出直流濾波電(diàn)路的電(diàn)磁兼容設計
輸出直流濾波電路(lù)主要用於切斷(duàn)電磁傳導(dǎo)幹擾沿導線向輸出負載端傳播,減(jiǎn)小電磁幹擾在導線周圍的電磁輻射(shè)。
如圖所示,L2、C17、C18組成的LC濾波電路,能減小輸出電流(liú)、電壓紋波的大小,從而減小通過輻射傳播的電磁幹擾,濾波電容C17、C18盡量采用多個電(diàn)容並聯,減小等效串聯電阻(zǔ),從而減小紋波電壓,輸出電感L2值盡量大,減小輸出紋波電流的大小,另外電感L2最好使用(yòng)不(bú)開氣(qì)隙的閉(bì)環磁芯,最好不是飽和電感。在設計時,我們要記(jì)住,導線上有電流、電壓的變化,在導線周圍就有變化的電磁場,電磁場就會沿空間傳播形成電磁輻(fú)射。
C19用於濾除導線上的共模幹擾,盡量選用(yòng)低感電容,且接線要短,C20、C21、C22、C23用於濾除輸出線上的差模幹擾,宜選用低感(gǎn)的三端電容,且接地線要短,接地可靠。
Z3為直流EMI濾波器,根據情況使用或不使用,是采用單級還是多級濾波器,但要求Z3直接安裝在金屬機箱上(shàng),最好濾波器輸入、輸出線能屏蔽隔離。
圖片
輸出整流電(diàn)路電(diàn)磁兼容設(shè)計
7. 接(jiē)觸器、繼電器等其它開(kāi)關器件(jiàn)電磁兼容設計
繼電器、接觸器、風機等在掉電後,其線圈將產生較大的(de)電壓尖峰,從(cóng)而產生電(diàn)磁幹擾,為此在直流(liú)線圈兩端反並聯一個二極(jí)管或RC吸收電路,在交流線圈兩端並聯一個壓敏電阻用於吸收線圈掉電後產生的電壓(yā)尖峰。同時(shí)要注意如果接觸器線圈電源與輔助電源的輸入電源為同(tóng)一個電源,之間最好通過一個EMI濾波器。繼電器觸頭動作時也將產生電磁幹擾,因(yīn)此要在(zài)觸(chù)頭兩端增加RC吸收回路。
8. 開關電源箱體結(jié)構的電磁兼容設計
材料選擇:沒有“磁絕緣"材料,電磁屏蔽是利用“磁短路(lù)"的原理,來切斷電磁幹擾在設備內部與外界空氣中的傳播路徑。在(zài)進行開關電源的箱體結構設計(jì)時,要充分考慮對電磁幹擾的屏蔽效能,對於屏蔽材料的選(xuǎn)擇原則是,當幹擾電磁場的頻率較高時,選用高電(diàn)導率(lǜ)的金屬材(cái)料,屏(píng)蔽效果較好;當幹擾電磁波的頻率較低時,要采用高導磁率的金屬材料(liào),屏蔽效果較好;在某些場合下,如果要求對高頻和低頻電磁場都(dōu)具有良好的屏蔽效果(guǒ)時,往往采用(yòng)高電(diàn)導率和高導磁率的金屬材料(liào)組成多層屏蔽體。
孔洞、縫隙(xì)、搭接處(chù)理方法:采用電磁屏蔽方法無需重新(xīn)設計電路(lù),便可達到很好的電磁兼(jiān)容效果。理想的電磁屏蔽體是一個無縫隙、無孔洞、無透入(rù)的導電連續體,低阻抗的金屬密封體,但是一個*密封的屏蔽體是沒有實用價值的,因為在開關電源設備中,有(yǒu)輸入、輸出線過孔、散熱通風孔等孔洞,以及箱體結構部件之間的搭接縫隙,如果不采取措(cuò)施將會產生電磁泄漏,使箱體的屏蔽效能降低、甚至*喪失。因(yīn)此在開關電源箱(xiāng)體設計時,金屬板之間的搭接最好采用焊接,無法焊接時要使用電磁密封墊或其它的屏(píng)蔽材料,箱體上的開孔要小於要屏蔽的電磁波(bō)的波長的1/2,否則屏蔽效果(guǒ)將大大(dà)降低;對於通風孔,在屏蔽(bì)要求不高時可以使用穿(chuān)孔金屬板或金屬化絲網(wǎng),在要求既要(yào)屏蔽效能高,又要通風效果好時選用截至波導管等方法,提高屏蔽體的屏蔽效能。如果(guǒ)箱體的屏蔽效能仍無法滿足要求時,可以在箱體上噴塗屏蔽漆。除了(le)對開關電源整個箱體的(de)屏(píng)蔽之外,還可以對電(diàn)源(yuán)設備內部的元件、部件(jiàn)等幹擾源或敏感設備進行局部屏蔽。
在進(jìn)行箱體結(jié)構設計時,針對設備上所有會受(shòu)到靜電放電試驗(yàn)的(de)部分,設計出一條低阻抗(kàng)的電流泄放路徑,箱體必須有可靠的接地措施,並(bìng)且要保證接地線的載流能(néng)力,同時將敏感電路(lù)或元件遠離這些泄放(fàng)回路,或對其采用電場(chǎng)屏(píng)蔽措施。對於結構(gòu)件的(de)表麵(miàn)處(chù)理,一般主要電鍍銀、鋅、鎳(niè)、鉻、錫,這需要從導電性能、電(diàn)化學反應、成本及電磁兼容性等(děng)多方麵考慮後做出選擇。
9. 元器(qì)件布局與布線中的電磁兼容設(shè)計:
對(duì)於開(kāi)關電源設備內部元器件的布局必須整體考慮電磁兼容性的要求,設備內部的幹擾源會通過輻射和串擾等途(tú)徑影響其它元件或部件的工作,研究(jiū)表明,在離(lí)幹擾源一(yī)定距離時,幹擾源的能(néng)量將大大衰減,因此合理(lǐ)的布局(jú)有(yǒu)利於減小電磁幹擾的影響。
EMI輸入輸出濾波器最好安裝(zhuāng)在金屬機箱的入口處,並保證(zhèng)其輸(shū)入線與輸出線電磁(cí)環境的屏蔽隔離。
敏感電路或元件要遠離發熱源。
對於開關電源產品,我們一般須遵(zūn)守以下布線原則:
9.1 主電路輸入線(xiàn)與輸出線(xiàn)分開走線。
9.2 EMI濾波(bō)器輸入線與輸出(chū)線分開走(zǒu)線。
9.3 主電路線與控製信號線分開(kāi)走線。
9.4 高壓脈衝信號線最好分開單獨走(zǒu)線。
9.5 分開布線的原則是避免平行走線,可以垂直交叉,線束之間距離在20mm以上。
9.6 電纜不要貼著金屬外殼和散熱器走線,保證一定距離。
9.7 雙絞線、同軸(zhóu)電纜(lǎn)及(jí)帶狀電纜在EMC設計中的使(shǐ)用
圖片(piàn)
雙絞線的使用
雙絞線、同軸電纜都能有效的抑製電磁幹擾。在脈衝信號傳輸線路中常使用雙絞(jiǎo)線,控(kòng)製輔(fǔ)助電源(yuán)線(xiàn)和傳感器信號線最好用雙絞屏蔽線。因為雙絞線兩根線之間(jiān)有很小的回路麵積,而且雙絞線的每兩個相(xiàng)鄰的回(huí)路上感應出的電流具有大小相(xiàng)等、方向相反,產(chǎn)生的磁場相互抵消,這樣就(jiù)可(kě)以減(jiǎn)小因輻射引起的差模幹擾,不過雙絞線絞合的圈數最好為偶數,且每單(dān)位波長所絞合的圈數愈多,消除耦合的效果愈好。使用時注意雙絞(jiǎo)線和同軸電纜兩端不(bú)能同時接地,隻能單(dān)端(duān)接地,而對屏蔽線(xiàn),屏蔽層(céng)兩端接(jiē)地能既能屏蔽電(diàn)場還能屏蔽磁(cí)場,單端接地隻能屏(píng)蔽(bì)電場。使用同軸電纜時還要(yào)注意,其屏蔽層必須*包覆信號線接地,即接頭與電纜屏蔽層必須 3600搭(dā)接,才能有效屏蔽電磁場,如圖所(suǒ)示(shì),信號線裸露部分仍可以與外(wài)界形成互容耦合(hé),降低屏蔽效能。
帶狀電纜適合於短距離的信號傳輸,我們(men)知道為了降低(dī)差模信(xìn)號的電磁輻射,必須(xū)減小信號線和信號回流線所(suǒ)形成的回路麵積,因此在設計帶(dài)狀電纜布局時,最好將(jiāng)信號線與接地線間(jiān)隔排列。如圖所示,其中S為信號線,G為信號地線。
圖片
信號線與接地線間隔排列
10.元器件的選擇
熱傳播的方式有傳導(dǎo)、對流和輻射,熱輻(fú)射是以(yǐ)電磁(cí)波的形式向空中傳播的,熱傳導也會向周圍其它元件傳導熱量,這(zhè)些都會影響其它元器件或電路的正常工作,因此從元器件熱設計方麵(miàn)考慮要盡(jìn)量留有較大餘量,以降低元器件的溫(wēn)升及器件表(biǎo)麵的溫度,除元器件對溫升(shēng)有特殊要求外,一般開(kāi)關電源要求內部元件溫度小於(yú) 90℃,內部環境溫度不超過65℃,以減小熱輻射幹擾(rǎo)。
對數字集(jí)成電路,從電磁兼容性角度看(kàn)應多選用高噪聲容限的CMOS器件(jiàn)代替低噪聲容限(xiàn)的TTL器件。
盡量使用低速、窄帶元件和電路。
選用(yòng)分布電感較小的SMP元件,選用高頻特性好、等效串聯電感低的陶瓷(cí)介質電(diàn)容器(qì)、高頻無感電容器、三端電容器和穿心電容器等(děng)作濾波電容。
11.控製電路及PCB的電磁兼(jiān)容設計
信號地是指信號電流流回信號源(yuán)的(de)一條低阻抗路徑。在設計中往往由於接地方法不(bú)恰當(dāng)而產生地環路幹擾和公(gōng)共阻抗耦合幹擾。因此要合(hé)理選用接(jiē)地方式,接(jiē)地的方(fāng)式有單點接地、多點接地(dì)和混合接地。
地環路幹擾:常發生在通過較長電纜連接,地(dì)相距較遠的設備(bèi)之間。原因是由(yóu)於地環(huán)路電流的存在,使兩個設備的地電(diàn)位(wèi)不同(tóng)。通常用光電耦合器或隔離變壓器進行“地"隔離,消除地環路幹擾。由於隔離變壓器繞組之間寄生電(diàn)容較大,即使采取屏(píng)蔽措(cuò)施的隔離變壓器通常也隻用於1MHZ以下的信號隔離,超過1MHZ時多采用光電耦合器隔離。
公共阻抗耦合(hé):當兩個電路的地電流流過一個公(gōng)共阻抗時,就會發生公共阻抗耦合。由(yóu)於地線是(shì)信號回流線,一個電路的工(gōng)作狀態必然會影(yǐng)響地線電壓,當兩個電路共用一段地線時,地線的電壓就會同時受到兩個電路工作狀態的影響。
可見無論是地環路幹擾還是公共阻抗耦合問題都是由於地線阻抗(kàng)引(yǐn)起的,因此在設計時一定要考慮盡量降低地線阻(zǔ)抗與感抗。
如何減小控製電源噪聲:電(diàn)源線(xiàn)上有(yǒu)電流突變,就會產生噪聲電壓。在(zài)靠(kào)近芯片的位置(zhì)增加解耦電容,能有效減小噪聲。如果是高頻電流(liú)負載,則采用多個同容量(liàng)的高頻電(diàn)容和無感電容並聯(lián)能獲得更好的效果。注意電容容量並非越大越好,主要根據其諧振頻(pín)率、提供脈衝電流頻率(lǜ)來選擇。
印製板合理的布置地線將能有效的減小印製板的輻射以及提高其抗輻射(shè)幹擾能力,請注意
  • 布置地線網絡:在雙麵板的兩麵布置最多的平行地線。

  • 對於一些關鍵信號(如脈衝信號和對外界(jiè)較敏感的電平信號)的地線的布置必須盡量縮小引線長度,減小信號的回流麵積。如果是雙麵板,地線和(hé)信號線可以在印製板(bǎn)兩麵並聯平(píng)行走線。

  • 若是(shì)多層線路板,且既有數字地又有模擬地,則數字(zì)地和模擬地必須(xū)布置在同一層,減小它們之間的耦合幹擾。

  • 在實際(jì)電路中常發生(shēng)公共(gòng)阻抗耦(ǒu)合,因(yīn)此要根據實際(jì)情況選擇正確的接地方式。

12.其它方法
12.1.IGBT,MOSFET等(děng)開關元件的驅(qū)動脈衝信號增(zēng)加一個-5V~-10V的負電平,提高驅動信號的抗幹(gàn)擾能力。或驅動信(xìn)號采用光纖(xiān)傳輸技術,光纖適宜於遠距離傳輸,具有抗幹.擾.能.力.強的(de)特點。
12.2.通過(guò)軟件的編程技術,提高開(kāi)關電(diàn)源的(de)抗幹擾能力,為了防止電平信號中的(de)毛刺,引起軟件的誤判斷及誤動作,可以通過多次采樣等數字(zì)濾波方法(fǎ)來濾除幹擾信號。
五 結語
本文詳細分析了隔離式DC/DC變換(huàn)器存在的電磁幹擾源及其(qí)產生機理(lǐ),並詳細介紹了針對其主電路(lù)和控製電路的電磁兼容設計方法(fǎ),這些方法(fǎ)對其它電子產品的電磁兼容設計具有一定的指導作用。
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