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开关电源的EMI分析策略
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开关电源的EMI分析策略

作者:admin   发布日期:2018-10-16 12:54   信息来源:http://www.nenghua008.com/

对于开关电源系统;

因为任何产品都要有电源来供电,此处没有处理好一定会影响到其它的地方。

不论是什么产品-它的辐射或传导主要由这个产品内部的敏感器件造成的。

对于电源产品主要的EMC器件是:

开关MOS管、开关变压器、输出整流二极管。

 

从综合角度来看,只要解决好这三个方面的协调问题EMC就不难搞定。

而解决EMC的方法概括来说就是:

消除干扰源、切除干优传导的途径、疏导干扰源。

a.消除就是用将干扰源通过热能的方式损耗掉,这种是制本的方式。 

b.切除干扰传导的途径就是将干扰向外传递的路径切断,

  使其无法向外干扰,也就是我们常做的滤波,屏蔽等方法。 

c.疏导干扰源这种就是将干扰源引到不是敏感的器件及位置上;

  如旁路,去藉,接地等方式。

如果对于EMC方面高效设计的细节可参考我的:

《开关电源:EMC-分析与设计》

 

我们来通过设计细节来探讨开关系统的EMI-辐射问题;

1.MOS管驱动电阻的设计对开关电源的辐射有比较大的影响;通过对方波及脉冲波的傅里叶变化,驱动电阻增大其谐波分量就会减少;开关电源要根据选择的IC和MOS管的参数情况,一般情况下MOS的驱动电阻最好能大于或等于47R。降低驱动速度有利于改善MOS管与变压器的辐射。如下图:

 

 

  一般还有设计研发者,通过更改开关MOS器件来优化EMI设计的。

门极电阻值的大小,会影响MOSFET上升与下降沿速度(tr,tf)RR主管上升;

RF主管下降;也就影响了干扰源的频谱;F=1/(ЛTr)

MOS开关(DRV-f)速度就影响了干扰源源头的大小,过慢的DRV-f就会增加了MOSFET的开关的损耗;这时候要注意开关器件的温升是否符合标准了!

 

2.若辐射在30MHZ-80MHZ之间的设计裕量不够,还可适当地增加MOS管DS之间的电容值,以达到降低辐射量的效果。注意:这个电容我推荐要小于220PF;否则同样要注意开关器件的温升是否符合标准了!

 

3.在变压器与MOS管D极之间如果能串入一个磁珠,也以降低MOS管电流的变化速度,这个设计可以降低上面的EMI辐射,提高设计裕量。推荐这个做法来解决开关MOS的温升问题!!还有的可以调整上面的参数设计,三种手段同时施加;再配合我的:《开关电源:EMC的分析与设计》快速设计理论 可以轻松搞定开关电源的EMI的问题啦;

 

 

4.若在输入AC线上套个磁环再绕上3圈,如果可以降低40-100MHZ之间辐射值;那么转化在电路设计时,就可以在输入EMI滤波部分中串入磁珠或采用如下方法增加磁珠就会达到同样的效果。还有最简单的方法是在L,N回路中分别加上两个磁珠。

 

 

 

5.在输出整流二极管上套磁珠,建议要把磁珠套在其电压动点变化的地方,其放置在变压器输出接整流二极的地方;同时还要注意:次级输出整流二极管的钳位RC吸收电路,虽然di/dt比较小,但也尽量减少其环路面积,此环路对控制高频的EMI也很关键。

 

更多技术设计应用及技术交流;请关注公众号

http://www.dianyuan.com/class/album_118.html

《开关电源:EMC的分析与设计》

 

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特邀专家

 

杜佐兵 

 

 

电磁兼容(EMC)线上&线下高级讲师

杜佐兵老师在电子行业从业近20年,是国家电工委员会高级注册EMC工程师,武汉大学光电工程学院、光电子半导体激光技术专家。目前专注于电子产品的电磁兼容设计、开关电源及LED背光驱动设计。

 

陶显芳

 

 

陶显芳老师在技术界有较高的声誉,被多家权威部门授予发明家称号,曾任深圳市计算机协会第六届副会长,现任:“中国管理科学研究院”特约研究员,“中国电源学会”专家委员会委员,“半导体应用联盟”秘书长。

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