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來談?wù)勎宕箝_關(guān)電源EMI抑制策略
來源： 發(fā)布時間：2019-07-09 點擊量：1115
來談?wù)勎宕箝_關(guān)電源EMI抑制策略
日前開關(guān)電源EMI抑制措施的有不足之處，現(xiàn)有的抑制措施大多從消除干擾源和受擾設(shè)備之間的耦合和輻射切斷電磁干擾的傳播途徑出發(fā)，這確是抑制干擾的一種行之有效的辦法，但是很少有人涉及直接控制干擾源，消除干擾，或提高受擾設(shè)備的抗擾能力，殊不知后者還有許多發(fā)展的空間。
五大開關(guān)電源EMI抑制策略一：
采用交流輸入EMI濾波器
通常干擾電流在導(dǎo)線上傳輸時有兩種方式：共模方式和差模方式。共模干擾是載流體與大地之間的干擾：干擾大小和方向一致，存在于電源任何一相對大地、或中線 對大地間，主要是由du/dt產(chǎn)生的，di/dt也產(chǎn)生一定的共模干擾。而差模干擾是載流體之間的干擾：干擾大小相等、方向相反，存在于電源相線與中線及 相線與相線之間。干擾電流在導(dǎo)線上傳輸時既可以共模方式出現(xiàn)，也可以差模方式出現(xiàn);但共模干擾電流只有變成差模干擾電流后，才能對有用信號構(gòu)成干擾。
五大開關(guān)電源EMI抑制策略二：
利用吸收回路改善開關(guān)波形
開關(guān)管或 二極管在開通和關(guān)斷過程中，由于存在變壓器漏感和線路電感，二極管存儲電容和分布電容，容易在開關(guān)管集電極、發(fā)射極兩端和二極管上產(chǎn)生尖峰電壓。通常情況下采用RC/RCD吸收回路，RCD浪涌電壓吸收回路當(dāng)吸收回路上的電壓超過一定幅度時，各器件迅速導(dǎo)通，從而將浪涌能量泄放掉，同時將浪涌電壓限制在一定的幅度。在開關(guān)管集電極和輸出二極管的正極引線上串接 可飽和磁芯線圈或微晶磁珠，材質(zhì)一般為鈷（Co），當(dāng)通過正常電流時磁芯飽和，電感量很小。一旦電流要反向流過時，它將產(chǎn)生很大的反電勢，這樣就能有效地 抑制二極管VD的反向浪涌電流
五大開關(guān)電源EMI抑制策略三：
利用開關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)
頻率控制技術(shù)是基于開關(guān)干擾的能量主要集中在特定的頻率上，并具有較大的頻譜峰值。如果能將這些能量分散在較寬的頻帶上，則可以達到降低于擾頻譜峰值的目的。通常有兩種處理方法：隨機頻率法和調(diào)制頻率法。隨機頻率法是在電路開關(guān)間隔中加人一個隨機擾動分量，使開關(guān)干擾能量分散在一定范圍的頻帶中。研究表明，開關(guān)干擾頻譜由原來離散的尖峰脈沖干擾變成連續(xù)分布干擾，其峰值大大下降。調(diào)制頻率法是在鋸齒波中加人調(diào)制波（白噪聲），在產(chǎn)生干擾的離散頻段周圍形成邊頻帶，將干擾的離散頻帶調(diào)制展開成一個分布頻帶。這樣，干擾能量就分散到這些分布頻段上。在不影響變換器工作特性的情況下，這種控制方法可以很好地抑制開通、關(guān)斷時的干擾。
五大開關(guān)電源EMI抑制策略四：
采用軟開關(guān)技術(shù)開關(guān)電源的干擾之一是來自功率開關(guān)管通/斷時的du/dt，因此，減小功率開關(guān)管通/斷的du/dt是抑制開關(guān)電源干擾的一項重要措施。而軟開關(guān)技術(shù)可以減小開關(guān)管通/斷的du/dt。如果在開關(guān)電路的基礎(chǔ)上增加一個很小的電感、電容等諧振元件就構(gòu)成輔助網(wǎng)絡(luò)。在開關(guān)過程前后引人諧振過程，使開關(guān)開通前電壓先降為零，這樣就可以消除開通過程中電壓、電流重疊的現(xiàn)象，降低、甚至消除開關(guān)損耗和干擾，這種電路稱為軟開關(guān)電路。
在開關(guān)關(guān)斷前使其電流為零，則開關(guān)關(guān)斷時就不會產(chǎn)生損耗和干擾，這種關(guān)斷方式稱為零電流關(guān)斷;或在開關(guān)開通前使其電壓為 零，則開關(guān)開通時也不會產(chǎn)生損耗和干擾，這種開通方式稱為零電壓開通。在很多情況下，不再指出開通或關(guān)斷，僅稱零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)。
五大開關(guān)電源EMI抑制策略五：
針對高頻變壓器，首先應(yīng)根據(jù)導(dǎo)磁體屏蔽性質(zhì)來選擇導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)，如用罐型鐵芯和 El型鐵芯，則導(dǎo)磁體的屏蔽效果很好。變壓器外加屏蔽時，屏蔽盒不應(yīng)緊貼在變壓器外面，應(yīng)留有一定的氣隙。如采用有氣隙的多層屏蔽物時，所得的屏蔽效果會 更好。另外，在高頻變壓器中，常常需要消除初、次級線圈間的分布電容，可沿著線圈的全長，在線圈間墊上銅箔制成的開路帶環(huán)，以減小它們之間的禍合，這個開 路帶環(huán)既與變壓器的鐵芯連接，又與開關(guān)電源的地連接，起到靜電屏蔽作用。如果條件允許，對整個開關(guān)電源加裝屏蔽罩，那樣就會更好地抑制輻射干擾。
隨著開關(guān)電源的體積越來越小、功率密度越來越大，EMI控制問題成為開關(guān)電源穩(wěn)定性的一個關(guān)鍵因素。由上述分析可知，采用EMI濾波技術(shù)、屏蔽技術(shù)、密封 技術(shù)及接地技術(shù)等，可以有效地抑制、消除干擾源及受擾設(shè)備之間的禍合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑，從而提高開關(guān)電源的電磁兼容性。
日前開關(guān)電源EMI抑制措施的有不足之處，現(xiàn)有的抑制措施大多從消除干擾源和受擾設(shè)備之間的耦合和輻射切斷電磁干擾的傳播途徑出發(fā)，這確是抑制干擾的一種行之有效的辦法，但是很少有人涉及直接控制干擾源，消除干擾，或提高受擾設(shè)備的抗擾能力，殊不知后者還有許多發(fā)展的空間。
五大開關(guān)電源EMI抑制策略一：
采用交流輸入EMI濾波器
通常干擾電流在導(dǎo)線上傳輸時有兩種方式：共模方式和差模方式。共模干擾是載流體與大地之間的干擾：干擾大小和方向一致，存在于電源任何一相對大地、或中線 對大地間，主要是由du/dt產(chǎn)生的，di/dt也產(chǎn)生一定的共模干擾。而差模干擾是載流體之間的干擾：干擾大小相等、方向相反，存在于電源相線與中線及 相線與相線之間。干擾電流在導(dǎo)線上傳輸時既可以共模方式出現(xiàn)，也可以差模方式出現(xiàn);但共模干擾電流只有變成差模干擾電流后，才能對有用信號構(gòu)成干擾。
五大開關(guān)電源EMI抑制策略二：
利用吸收回路改善開關(guān)波形
開關(guān)管或 二極管在開通和關(guān)斷過程中，由于存在變壓器漏感和線路電感，二極管存儲電容和分布電容，容易在開關(guān)管集電極、發(fā)射極兩端和二極管上產(chǎn)生尖峰電壓。通常情況下采用RC/RCD吸收回路，RCD浪涌電壓吸收回路當(dāng)吸收回路上的電壓超過一定幅度時，各器件迅速導(dǎo)通，從而將浪涌能量泄放掉，同時將浪涌電壓限制在一定的幅度。在開關(guān)管集電極和輸出二極管的正極引線上串接 可飽和磁芯線圈或微晶磁珠，材質(zhì)一般為鈷（Co），當(dāng)通過正常電流時磁芯飽和，電感量很小。一旦電流要反向流過時，它將產(chǎn)生很大的反電勢，這樣就能有效地 抑制二極管VD的反向浪涌電流
五大開關(guān)電源EMI抑制策略三：
利用開關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)
頻率控制技術(shù)是基于開關(guān)干擾的能量主要集中在特定的頻率上，并具有較大的頻譜峰值。如果能將這些能量分散在較寬的頻帶上，則可以達到降低于擾頻譜峰值的目的。通常有兩種處理方法：隨機頻率法和調(diào)制頻率法。隨機頻率法是在電路開關(guān)間隔中加人一個隨機擾動分量，使開關(guān)干擾能量分散在一定范圍的頻帶中。研究表明，開關(guān)干擾頻譜由原來離散的尖峰脈沖干擾變成連續(xù)分布干擾，其峰值大大下降。調(diào)制頻率法是在鋸齒波中加人調(diào)制波（白噪聲），在產(chǎn)生干擾的離散頻段周圍形成邊頻帶，將干擾的離散頻帶調(diào)制展開成一個分布頻帶。這樣，干擾能量就分散到這些分布頻段上。在不影響變換器工作特性的情況下，這種控制方法可以很好地抑制開通、關(guān)斷時的干擾。
五大開關(guān)電源EMI抑制策略四：
采用軟開關(guān)技術(shù)開關(guān)電源的干擾之一是來自功率開關(guān)管通/斷時的du/dt，因此，減小功率開關(guān)管通/斷的du/dt是抑制開關(guān)電源干擾的一項重要措施。而軟開關(guān)技術(shù)可以減小開關(guān)管通/斷的du/dt。如果在開關(guān)電路的基礎(chǔ)上增加一個很小的電感、電容等諧振元件就構(gòu)成輔助網(wǎng)絡(luò)。在開關(guān)過程前后引人諧振過程，使開關(guān)開通前電壓先降為零，這樣就可以消除開通過程中電壓、電流重疊的現(xiàn)象，降低、甚至消除開關(guān)損耗和干擾，這種電路稱為軟開關(guān)電路。
在開關(guān)關(guān)斷前使其電流為零，則開關(guān)關(guān)斷時就不會產(chǎn)生損耗和干擾，這種關(guān)斷方式稱為零電流關(guān)斷;或在開關(guān)開通前使其電壓為 零，則開關(guān)開通時也不會產(chǎn)生損耗和干擾，這種開通方式稱為零電壓開通。在很多情況下，不再指出開通或關(guān)斷，僅稱零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)。
五大開關(guān)電源EMI抑制策略五：
針對高頻變壓器，首先應(yīng)根據(jù)導(dǎo)磁體屏蔽性質(zhì)來選擇導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)，如用罐型鐵芯和 El型鐵芯，則導(dǎo)磁體的屏蔽效果很好。變壓器外加屏蔽時，屏蔽盒不應(yīng)緊貼在變壓器外面，應(yīng)留有一定的氣隙。如采用有氣隙的多層屏蔽物時，所得的屏蔽效果會 更好。另外，在高頻變壓器中，常常需要消除初、次級線圈間的分布電容，可沿著線圈的全長，在線圈間墊上銅箔制成的開路帶環(huán)，以減小它們之間的禍合，這個開 路帶環(huán)既與變壓器的鐵芯連接，又與開關(guān)電源的地連接，起到靜電屏蔽作用。如果條件允許，對整個開關(guān)電源加裝屏蔽罩，那樣就會更好地抑制輻射干擾。
隨著開關(guān)電源的體積越來越小、功率密度越來越大，EMI控制問題成為開關(guān)電源穩(wěn)定性的一個關(guān)鍵因素。由上述分析可知，采用EMI濾波技術(shù)、屏蔽技術(shù)、密封 技術(shù)及接地技術(shù)等，可以有效地抑制、消除干擾源及受擾設(shè)備之間的禍合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑，從而提高開關(guān)電源的電磁兼容性。
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