开关电源的电磁兼容性设计

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开关电源的电磁兼容性设计

开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。

一、开关电源的电磁兼容性设计
根据电磁骚扰的传播途径，开关电源的电磁兼容性设计包括：完善电路设计、接地设计、滤波设计、屏蔽设计。
完善电路设计
所选择开关电源电路拓扑不宜产生过高的电压和过大的电流，以避免高电压电场干扰和大电流磁场干扰。在满足要求的情况下，放大器的频带尽量窄，使其不易受干扰。适当增加缓冲电路。
印刷电路板设计时应注意以下几点：①高、中、低速逻辑电路同时应用时，高速应设计在电路板的入口处;②信号入口加RC去耦滤波，消除长线传输干扰;③ 电路中的电流环路应保持最小;④信号线和回线应尽可能接近;⑤使用较大的地平面以减小地线阻抗;⑥电源线和地线应相互接近;⑦在多层电路板中，应把电源面和地平面分开;⑧圆弧布线，不突变;⑨尽量缩短连线;⑩模拟电路和数字电路分开，功率电路和控制电路分开。

二、输出直流滤波电路的电磁兼容设计

输出直流滤波电路主要用于切断电磁传导干扰沿导线向输出负载端传播，减小电磁干扰在导线周围的电磁辐射。

，L2、C17、C18组成的LC滤波电路，能减小输出电流、电压纹波的大小，从而减小通过辐射传播的电磁干扰，滤波电容C17、C18尽量采用多个电容并联，减小等效串联电阻，从而减小纹波电压，输出电感L2值尽量大，减小输出纹波电流的大小，另外电感L2最好使用不开气隙的闭环磁芯，最好不是饱和电感。在设计时，我们要记住，导线上有电流、电压的变化，在导线周围就有变化的电磁场，电磁场就会沿空间传播形成电磁辐射。

C19用于滤除导线上的共模干扰，尽量选用低感电容，且接线要短，C20、C21、C22、C23用于滤除输出线上的差模干扰，宜选用低感的三端电容，且接地线要短，接地可靠。

Z3为直流EMI滤波

器，根据情况使用或不使用，是采用单级还是多级滤波器，但要求Z3直接安装在金属机箱上，最好滤波器输入、输出线能屏蔽隔离。

输出整流电路电磁兼容设计

三、高频变压器的初级线圈、开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能会产生较大的空间辐射，形成辐射干扰。如果电容滤波容量不足或高频特性不好，电容上的高频阻抗会使高频电流以差模方式传导到交流电源中形成传导干扰。需要注意的是，在二极管整流电路产生的电磁干扰中，整流二极管反向恢复电流的di/dt远比续流二极管反向恢复电流的di/dt大得多。

四、完善电路设计

所选择开关电源电路拓扑不宜产生过高的电压和过大的电流,以避免高电压电场干扰和大电流磁场干扰。在满足要求的情况下,放大器的频带应尽量窄,使其不易受干扰。适当增加缓冲电路。

印刷电路板设计时应注意以下几点：

①高、中、低速逻辑电路同时应用时,高速应设计在电路板的人口处;

②信号人口加RC去耦滤波,消除长线传输干扰;

③电路中的电流环路应保持最小;

④信号线和回线应尽可能接近;

⑤使用较大的地平面以减小地线阻抗;

⑥电源线和地线应相互接近;

⑦在多层电路板中,应把电源面和地平面分开;

⑧圆弧布线,不突变;

⑨尽量缩短连线;

⑩模拟电路和数字电路分开,功率电路和控制电路分开。

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| 发布时间：2017.07.22 来源：开关电源厂家

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