開關電源EMC設計 _知識百科

開關電源是利用半導體器件的開和關進行工作的，通過改變開和關的時間比來控制輸出電壓大小。
它通常在20kHz以上的開關頻率下工作，當開關斷開時，其兩端就會產生浪涌電壓L（di/dt），當開關導通時其上將流過浪涌電流C（di/dt），形成較強的電磁干擾源。隨著開關電源向模塊化發展，開關頻率將提高MHz數量級，電磁干擾更加嚴重。因此，必須采取相應的措施，提高開關電源電磁兼容性（EMC）。
1開關電源噪聲干擾產生原因及傳播途徑開關電源噪聲干擾為高頻振蕩噪聲和浪涌噪聲，其傳導模式表現為常模噪聲和共模噪聲，同時還向周圍空間輻射噪聲。結合開關電源電路組成框圖，分析產生噪聲干擾的主要原因及噪聲干擾傳播途徑。
1.1開關回路噪聲干擾開關回路是產生高頻噪聲干擾的主要來源。開關管T工作于高頻率通斷狀態，由于脈沖變壓器B、初級線圈L1及儲存在開關管寄生電容的電荷作用，開關管兩端將產生浪涌電壓，流過浪涌電流，并且TL1C5構成高頻電流環路，將產生電磁輻射噪聲干擾，同時高頻電流通過一次整流回路，以常模噪聲混入交流電源中。為降低管溫，提高效率，開關管需借助體積較大的散熱器。開關管和散熱器之間加絕緣導熱材料，開關回路產生的噪聲干擾通過分布電容C0耦合到散熱器而發射出去。脈沖變壓器初、次級分布電容Ci的存在，使高頻噪聲干擾很容易在初、次級間傳遞。一方面，高壓側高頻噪聲直接耦合到整流側，使直流輸出端產生共模噪聲。另一方面，次級高頻整流二極管產生的噪聲干擾耦合到輸入高壓側，使交流電網受到噪聲干擾，如所示。
1.2二次整流回路噪聲干擾高頻整流二極管D5工作于高頻通斷狀態，高次諧波電流通過脈沖變壓器初級繞組L2、整流二極管D5、濾波電容C6構成高頻電流環路。一方面將產生電磁輻射噪聲干擾，另一方面高頻諧波電流以共模噪聲干擾直流輸出。由于開關管工作于高頻通斷狀態，整流二極管D5、續流二極管D6也處于高頻1作者-簡介介：楊智敏陜丨西人\工程師！從事電路設計應用研究gHouse.Allrightsreserved ， http://www.cnki.net通斷狀態。由于二極管存在反向恢復時間，將易造成大電流瞬態短路，形成噪聲干擾源。在大電流整流的正激式開關電源中，續流二極管是其中影響較大的一個。當儲能電感L通過續流二極管釋放能量后，二極管D6在脈沖變壓器正向電壓到來之前應完全截止，保證正常輸出路徑。當續流二極管流過大電流后，加上反向電壓，由于電荷存儲效應， D6不可能瞬時截止，需經過一段恢復時間才進入截止狀態，在遠端恢復時間內形成脈沖變壓器次級短路， D5、D6流過較大的短路電流/ ，同時初級和開關管兩端產生電流尖峰。如所示。絡，可減緩開關管集、射極之間電壓上升速率。如所示。
（3）串接可飽和線圈。續流二極管D6串接可飽和磁芯線圈，當D6流過反向電流時，磁芯線圈產生反電勢阻止反向電流上升，防止脈沖變壓器次級短路。
RCD網絡22衰減傳播因子破壞及減弱干擾噪聲傳播路徑、傳播媒介，可有效地衰減傳播因子。
減弱由分布電容耦合引起噪聲干擾。采用隔離。開關管與散熱器間、脈沖變壓器初、次級間分別插入靜電隔離層，使原來分布電容容量減少近一半。對于隔離層必須接入直流輸入端的公共地端。
這時開關管噪聲基本上經C01（Ci1）回路，不再經1.3―次整流回路，控制回路噪聲干擾一次整流回路中，整流脈沖電壓超過電容C1兩端充電電壓的瞬間，電流才從電源輸入側流入，使整流回路輸入端產生電壓波形畸變，形成干擾噪聲。