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    抑制電源模塊電磁干擾的幾點對策(二)

    2020.10.26

      3、變壓器

      變壓器是電源模塊的儲能組件,在能量的充放過程中,就可能會產生噪聲干擾。漏感可以與電路中的分布電容組成振蕩回路,使電路產生高頻振蕩并向外輻射電磁能量,造成電磁干擾。一次繞組與二次繞組之間的電位差也會產生高頻變化,通過寄生電容的耦合,從而產生了在一次側與二次側之間流動的共模傳導EMI電流干擾。

      對此可采用的對策有:

      (1)變壓器加屏蔽。

      屏蔽可分為電屏蔽與磁屏蔽,電屏蔽主要的作用是將初級來的干擾信號與次級隔離開來。可在初、次級之間包一層銅箔(內屏蔽),但頭尾不能短路,銅箔要接地,這樣在初級繞組與銅箔之間形成電容,共模傳導干涉信號通過電容—銅箔—接地形成回路,不能進入次級繞組從而起到電屏蔽的作用。磁屏蔽則在變壓器外部線包包首尾相連的銅箔(外屏蔽)。銅箔是良導體,高頻交變漏磁通穿過銅箔的時候會產生渦流,而渦流產生的磁場方向正好與漏磁通的方向相反,部分漏磁通就可以被抵消。

      (2)采用三明治繞法,可以減少初級耦合至變壓器磁芯的高頻干擾。由于初級遠離磁芯,次級電壓低,故引起的高頻干擾小。

      (3)降低工作頻率,減緩能量的快速充放。

      (4)一次側和二次側的可靠隔離,一次側和二次側之間的地接Y電容。

      (5)盡量減小變壓器的漏感,改進電路的分布參數,能在一定程度減小干擾。

      4、二極管

      二極管在快速截止與導通的過程中會有尖峰的產生,特別是整流二極管,其在反向恢復過程中,電路的寄生電感、電容會發生高頻振蕩,產生電磁干擾。

      對此可采用的對策有:

      (1)加RC吸收電路,讓二極管的能量能平緩的泄放。

      (2)在其陰極管腳套一個磁珠環,使其電流不可突變以減小尖峰。

      5、儲能電感

      (1)類似于變壓器,可對其加屏蔽。

      (2)調整其參數,避免與回路的電容產生振蕩。

      6、PCB板的布局和走線

      準確的說,PCB是上述干擾源的耦合通道,PCB的優劣,直接對應著對上述EMI源抑制的好壞。同時PCB板上器件的布局和布線的不合理都會造成EMI干擾。

      對此可采用的對策有:

      (1)減少干擾的最有效方法就是減小各個電流回路的面積(磁場干擾)和帶電導體的面積及長度(電場干擾)。

      (2)電路中的不相同的地線特別是模擬地和數字地要分開。

      (3)PCB的電源線和地線盡可能寬,以減小線阻抗,從而減小公共阻抗引起的干擾噪聲。

      (4)對于傳輸信號的線路一定要考慮阻抗匹配。

    圖2 兩種PCB布局對比

      我司對于體積較小的DC-DC電源模塊,通常的做法是通過搭建外圍電路來實現電磁干擾的抑制,以保證應用系統的可靠性。EMC推薦電路如圖2所示,其中①部分用于EMS測試,②部分用于EMI濾波。

    圖3 DC-DC電源模塊EMC推薦電路


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