資料介紹
無論是傳導(dǎo)性EMI (Conducted EMI)還是輻射性EMI(Radiated EMI)均有差 模(differential mode noise)和共模(common mode noise)之分。
一.EMI之產(chǎn)生,解決方案
1.EMI產(chǎn)生
(1)自然界所產(chǎn)生的電磁干擾:
a.電?磁場(low-frequency electric and magnetic field)
b.雷擊(lightning)
c.高頻電磁波(high-frequency electromagnetic field)
2 開關(guān)電源的EMI干擾源集中體現(xiàn)在功率開關(guān)管、整流二極管、高頻變壓器等,外部環(huán)境對開關(guān)電源的干擾主要來自電網(wǎng)的抖動、雷擊、外界輻射等。
(1)功率開關(guān)管
功率開關(guān)管工作在On-Off快速循環(huán)轉(zhuǎn)換的狀態(tài),dv/dt和di/dt都在急劇變換,因此,功率開關(guān)管既是電場耦合的主要干擾源,也是磁場耦合的主要干擾源。
(2)高頻變壓器
高頻變壓器的EMI來源集中體現(xiàn)在漏感對應(yīng)的di/dt快速循環(huán)變換,因此高頻變壓器是磁場耦合的重要干擾源。
(3)整流二極管
整流二極管的EMI來源集中體現(xiàn)在反向恢復(fù)特性上,反向恢復(fù)電流的斷續(xù)點會在電感(引線電感、雜散電感等)產(chǎn)生高dv/dt,從而導(dǎo)致強電磁干擾。
(4)PCB
準(zhǔn)確的說,PCB是上述干擾源的耦合通道,PCB的優(yōu)劣,直接對應(yīng)著對上述EMI源抑制的好壞。
高頻變壓器漏感的控制 高頻變壓器的漏感是功率開關(guān)管關(guān)斷尖峰電壓產(chǎn)生的重要原因之一,因此,控制漏感成為解決高頻變壓器帶來的EMI首要面對的問題。 減小高頻變壓器漏感兩個切入點:電氣設(shè)計、工藝設(shè)計!
(1)選擇合適磁芯,qw。漏感與原邊匝數(shù)平方成正比,減小匝數(shù)會顯著降低漏感。
(2)減小繞組間的絕緣層。現(xiàn)在有一種稱之為“黃金薄膜”的絕緣層,厚度20~100um,脈沖擊穿電壓可達(dá)幾千伏。
(3)增加繞組間耦合度,減小漏感。
高頻變壓器的屏蔽
為防止高頻變壓器的漏磁對周圍電路產(chǎn)生干擾,可采用屏蔽帶來屏蔽高頻變壓器的漏磁場。屏蔽帶一般由銅箔制作,繞在變壓器外部一周,并進(jìn)行接地,屏蔽帶相對于漏磁場來說是一個短路環(huán),從而抑制漏磁場更大范圍的泄漏。 高頻變壓器,磁心之間和繞組之間會發(fā)生相對位移,從而導(dǎo)致高頻變壓器在工作中產(chǎn)生噪聲(嘯叫、振動)。為防止該噪聲,需要對變壓器采取加固措施:
(1)用環(huán)氧樹脂將磁心(例如EE、EI磁心)的三個接觸面進(jìn)行粘接,抑制相對位移的產(chǎn)生;
(2)用“玻璃珠”(Glass beads)膠合劑粘結(jié)磁心,效果更好。
3.EMI的表現(xiàn)形態(tài):
在開關(guān)電源中,電壓和電流的突變,即高dv/dt和di/dt,是其EMI產(chǎn)生的主要塬因。實現(xiàn)開關(guān)電源的EMC設(shè)計技術(shù)措施主要基于以下兩點:
(1)盡量減小電源本身所產(chǎn)生的干擾源,利用抑制干擾的方法或產(chǎn)生干擾較小的元器件和電路,并進(jìn)行合理布局;
(2)通過接地、濾波、屏蔽等技術(shù)抑制電源的EMI以及提高電源的EMS。
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