如何抑制電磁干擾，一直都是開關(guān)電源模塊設(shè)計(jì)中不可忽視的問題，其不僅關(guān)系到電源模塊本身的可靠性，也關(guān)系到整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性。全面抑制開關(guān)電源模塊的各種噪聲干擾才會(huì)使開關(guān)電源模塊得到更廣泛的應(yīng)用。
一、電磁干擾的定義
電磁干擾(ElectroMagneticInterference，簡(jiǎn)稱EMI)是指任何在傳導(dǎo)或電磁場(chǎng)伴隨著電壓、電流的作用而產(chǎn)生會(huì)降低某個(gè)裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的性能，或可能對(duì)生物或物質(zhì)產(chǎn)生不良影響之電磁現(xiàn)象。
二、電磁干擾的產(chǎn)生
騷擾源、敏感設(shè)備與耦合途徑并稱電磁干擾三要素。對(duì)于開關(guān)電源模塊來說，噪聲的產(chǎn)生在于電流或電壓的急劇變化，即di/dt或dv/dt很大，因此高功率和高頻率運(yùn)作的器件都是EMI噪聲的來源。具體來說，其來源主要有：
(1)外界耦合的干擾(主要在輸入端和輸出端產(chǎn)生);
(2)開關(guān)管;
(3)變壓器;
(4)二極管;
(5)儲(chǔ)能電感;
(6)PCB板布局和走線不合理從而產(chǎn)生的回路干擾。
三、抑制電磁干擾的對(duì)策
人們總是想方設(shè)法地將電磁干擾三要素之中的一個(gè)去掉：屏蔽掉騷擾源、隔離開敏感設(shè)備或者切斷耦合途徑。從能量的角度來講，電磁干擾是一種能量，無法不讓它產(chǎn)生，只有用一定的辦法去減小其對(duì)系統(tǒng)的干擾。可用到的方法可分為兩大類：一種是讓能量泄放掉;另一種是把能量給擋在外部。可以說一種方法是減小其產(chǎn)生的幅度，另一種則切斷其傳播途徑。
下面針對(duì)具體的方面一一分析：
1、外界干擾的耦合(輸入端和輸出端)
(1)輸入端
輸入端是整個(gè)電源的入口處，電源內(nèi)部的噪聲也可由此傳播到外部，對(duì)外界造成干擾。通常采用的策略是在輸入加X電容、Y電容、差模電感和共模電感對(duì)噪聲和干擾進(jìn)行過濾。圖1就是一種比較常見的EMI濾波電路。
圖1 EMI濾波電路
其中L1、CY1和CY2組成的濾波電路可以抑制電源線上存在的共模干擾信號(hào)。當(dāng)有共模干擾電流流經(jīng)線圈時(shí)，由于共模電流的同向性，會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生同向的磁場(chǎng)而增大線圈的感抗，使線圈表現(xiàn)為高阻抗，產(chǎn)生較強(qiáng)的阻尼效果，以此衰減共模干擾。差模電感L2和X電容，組成的低通濾波可抑制電源線上的差模干擾。
(2)輸出端
對(duì)于輸出，特別是有長輸出引線的情況，電源模塊跟系統(tǒng)搭配后，電源內(nèi)部一些噪聲干擾就可能由輸出線而耦合到外界，干擾其他用電設(shè)備。對(duì)此，最好的辦法是同對(duì)付輸入端的干擾一樣去加一些共模濾波和差模濾波。此外，還可以在輸出線串套磁珠環(huán);采用雙絞線或是屏蔽線，以達(dá)到抑制EMI干擾的目的。
2、開關(guān)管
在電源模塊的工作過程中，由于開關(guān)管結(jié)電容的存在，開關(guān)管在快速開關(guān)的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生毛刺和尖峰，這樣就會(huì)有一些傳遞或發(fā)射出來。另外開關(guān)管的結(jié)電容和變壓器的繞組漏感也有可能產(chǎn)生諧振而發(fā)出干擾。
對(duì)此可采用的對(duì)策有：
(1)開關(guān)管D極和G極串加磁珠環(huán)，這樣等于加了一個(gè)小電感，減小開關(guān)管的電流變化率，從而達(dá)到減小尖峰的目的。
(2)在開關(guān)管處加緩沖電路或采用軟開關(guān)技術(shù)，減小開關(guān)管在快速工作時(shí)的尖峰，使其電壓或電流能緩慢上升。
(3)減小開關(guān)管與周邊組件的壓差，那么開關(guān)管的結(jié)電容可充電的程度會(huì)得到一定的降低。
(4)增大開關(guān)管的G極驅(qū)動(dòng)電阻。
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