电源适配器厂家分享关于开关电源电磁兼容设计

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电源适配器厂家分享关于开关电源电磁兼容设计

在对电磁兼容性设计时，都会面临三个要素，就是干扰源、耦合途径和敏感元器件。开关电源电磁干扰是由电压和电流的突然变化所形成，即只要dV/dt或dI/dt较大，便会对自身形成异常的电磁干扰影响，这是EMI部分.至于EMS，开关电源要有一定抗干扰能力，不能误触发，通俗表达就是不能对自身的干扰信号过于敏感。对于EMI方面是发射干扰标准，对于EMS方面是敏感度方面的标准。而大家的耦合途径，一个是以电磁波的形式从空间传播，一个是以线路来传播。开关电源必须能够抵抗自身的干扰信号，同时开关电源所形成的EMI干扰信号不会对自身形成异常的电磁干扰影响（符合标准或用户标准）。
一、元件的型号选择
（一）电路功能的型号选择
这主要是针对信号而言,对于共模干扰信号,可以用一个共模电感和两个电容搭建一个滤波电路,对所抑制共模干扰信号有好大的作用,而对于差模干扰信号,能够增加一个差模工字电感和两个电容搭建一个∏型滤波电路,同样这对抑制差模干扰信号有较大的作用.这些电路单能够应用在强电AC220V上,还可以应用在信号线上,在长距离走线的PCB板上或容易受干扰的信号线上格外有用。
（二）元器件规格的型号选择
在元件的型号选择上，对EMC有较大的影响作用，元件的规格设计对整个产品后期EMC设计有较大的帮忙，因此关键元件的规格的选择是十分有重要的。比如：交流AC220V输入的电源，经过共模电感，而共模电感的电感量和抑制频率对抗干扰有较大帮助；而开关电源在对MOS管型号选择时，MOS管的结点电容值对大家后期EMI性能有较大的影响，我们在型号选择时，要格外重视这方面的标准，不单是原材料型号选择，倒不如说是规格型号选择更为合适一些。根据实验经验总结，通常反激式开关电源的EMI问题，若以差模干扰信号为主导，能够增加X电容量，能够添加工字电感，或是采用∏型滤波电路；根据增加元器件的规格来抑制干扰，比如调节X电容量、改变差模电感量或是增大开关电源的输入电容等。若以共模干扰信号为主导，能够添加共模电感，在高频变压器的磁芯上面绕一圈铜箔，然后把铜箔接地。
二、元器件的布局及PCB线路板的布线设计
（一）元器件的放置布局需要按照功能设计
元器件的布局主要以功能为单位，把实现同一功能的电路元器件统一放置在一个区域，而且组成同一功能的元器件之间的位置要适度，在符合生产工艺标准的情况下需要尽可能靠在一块放置.应用在开关电源上，我们可以把开关电源的分为四个模式设计，另一个交流电源输入回路、另一个MOS管开关回路、另一个直流输出回路和最后一个就是输出反馈回路。在每一个回路都需要依据电路原理来做好layout设计。在初级功率回路之中，首先通过输入电解电容的正端，通过初级电感、MOS管、采集回路，再到输入电容地；在次级功率回路，由次级电感，通过整流二极管，再到输出电容。每部分的元器件元器件放置都按照顺序设计，这样不仅节约空间，布线容易，并且电磁兼容性能更加好。
（二）pcb线路板电路板布线
同一功能的元器件相互间的布线依据原理设计来确认，不可以任意接线，不可以觉得同一网络就可以任意连接在一起就可以了。需要依据电路原理来布线，例如常用的另一个抗干扰电路∏型滤波电路，它是由两个X电容和另一个共模电感组成，从电路原理来研究，就先通过另一个X电容，再通过共模电感，最后通过另另一个X电容；而不会由于两个X电容的网络相同，就会先放置两个X电容，最后放置共模电容，这样的滤波效果就相对来说差，与此同时也达不到原来设计的滤波要求，同样的道理,各功能模块电路设计也是一样，我们在放置元器件和pcb线路板布线时，也需要以同样的原则来设计各功能模块的布局。
三、开关电源EMC整改
这是许多新产品需要经历的过程，针对功率大的开关电源，其受干扰程度会更大，同样其产生的干扰也更大，相对来说较为难通过检测。在整改EMC测试中，要研究了解超标的干扰信号。由于电磁兼容问题很难完全用纯理论的方法去解释和整改，这里采取的研究思路是，先通过检测把问题定位，找到耦合路径，找到易受干扰的敏感元器件,然后再用理论去研究帮助整改。通过检测的数据得出超标的段的频率，针对此段的频率，找到自身对应的频率，从电源自身的频率下手整改，这样会更加有方向感，与此同时更容易定位问题，减小整改的范围，不同频率段对采取不同对策，例如在1MHz以内，可以把重点放增大X电容、添加差模电感或者增加一个小功率的∏型滤波电路来处理；在20-30MHz相互间，可以改变一下对地的Y2电容电容量或者改变一下其位置，可以改变接在一、二次侧的Y1电容量，可以在高频变压器外面增加铜箔等等。
不仅从频率下手，也可以研究干扰信号是共模信号干扰或是差模信号干扰，可以对干扰信号的特点采用针对性的对策，可以分别增加差模电感或共模电感，可以改变整流器二极管的特点来处理，可以把快递二极管FR107改为普通整流二极管IN4007。

在PCBLAYOUT和电路设计上，开关电源的吸收环路设计的尽量小，在输出整流器管两端并联RC滤波器且需要调整合理的参数，在变压器的输入电压引脚加一个电容，把MOS管驱动电阻增大。

开关电源电磁兼容设计

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| 发布时间：2020.12.24 来源：

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