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如何分析与优化设计DC-DC 开关电源EMI问题
2019-07-16 13:22
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电源技术
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5
1306
电子
系统通常在开关模式下工作,产生了较大的电磁干扰(EMI),EMI问题一直是电力电子工程师头疼的问题,解决EMI问题是一项既困难又耗时的工作,DC-DC 开关
电源
EMI问题如何产生、传播以及如何优化解决?
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hucc
2019-07-16 20:08
浅谈开关电源的EMI的相关问题
http://www.elecfans.com/d/784819.html
二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。 (1)功率开关管工作在On-Off快速循环转换的状态,dv/dt和di/dt都在急剧变换,因此,功率开关管既是电场
耦合
的主要干扰源,也是磁场耦合的主要干扰源。
(2)的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换,因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。
(3)的EMI来源集中体现在反向恢复特性上,反向恢复电流的断续点会在电感(引线电感、杂散电感等)产生高dv/dt,从而导致强电磁干扰。
(4)PCB:准确的说,PCB是上述干扰源的耦合通道,PCB的优劣,直接对应着对上述EMI源抑制的好坏。
2.开关电源EMI传输通道分类
(一)。 传导干扰的传输通道
(1)容性耦合 (2)感性耦合 (3)电阻耦合
a.公共电源内阻产生的电阻传导耦合 b.公共地线阻抗产生的电阻传导耦合 c.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合
(二)。 辐射干扰的传输通道
(1)在开关电源中,能构成辐射干扰源的元器件和导线均可以被假设为天线,从而利用电偶极子和磁偶极子理论进行分析;二极管、电容、功率开关管可以假设为电偶极子,电感线圈可以假设为磁偶极子;
(2)没有屏蔽体时,电偶极子、磁偶极子,产生的电磁波传输通道为空气(可以假设为自由空间); (3)有屏蔽体时,考虑屏蔽体的缝隙和孔洞,按照泄漏场的数学模型进行分析处理。
3.开关电源EMI抑制的9大措施
在开关电源中,电压和电流的突变,即高dv/dt和di/dt,是其EMI产生的主要原因。实现开关电源的
EMC
设计技术措施主要基于以下两点:
(1)尽量减小电源本身所产生的干扰源,利用抑制干扰的方法或产生干扰较小的元器件和电路,并进行合理**二手机器人
(2)通过接地、滤波、屏蔽等技术抑制电源的EMI以及提高电源的EMS。
分开来讲,9大措施分别是:
(1)减小dv/dt和di/dt(降低其峰值、减缓其斜率) (2)压敏电阻的合理应用,以降低浪涌电压 (3)阻尼网络抑制过冲 (4)采用软恢复特性的二极管,以降低高频段EMI (5)有源功率因数校正,以及其他谐波校正技术 (6)采用合理设计的电源线滤波器 (7)合理的接地处理 (8)有效的屏蔽措施 (9)合理的PCB设计 。
开关电源的emi干扰源集中体现在功率开关管、整流
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http://www.elecfans.com/d/784819.html
二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。 (1)功率开关管工作在On-Off快速循环转换的状态,dv/dt和di/dt都在急剧变换,因此,功率开关管既是电场耦合的主要干扰源,也是磁场耦合的主要干扰源。
(2)的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换,因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。
(3)的EMI来源集中体现在反向恢复特性上,反向恢复电流的断续点会在电感(引线电感、杂散电感等)产生高dv/dt,从而导致强电磁干扰。
(4)PCB:准确的说,PCB是上述干扰源的耦合通道,PCB的优劣,直接对应着对上述EMI源抑制的好坏。
2.开关电源EMI传输通道分类
(一)。 传导干扰的传输通道
(1)容性耦合 (2)感性耦合 (3)电阻耦合
a.公共电源内阻产生的电阻传导耦合 b.公共地线阻抗产生的电阻传导耦合 c.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合
(二)。 辐射干扰的传输通道
(1)在开关电源中,能构成辐射干扰源的元器件和导线均可以被假设为天线,从而利用电偶极子和磁偶极子理论进行分析;二极管、电容、功率开关管可以假设为电偶极子,电感线圈可以假设为磁偶极子;
(2)没有屏蔽体时,电偶极子、磁偶极子,产生的电磁波传输通道为空气(可以假设为自由空间); (3)有屏蔽体时,考虑屏蔽体的缝隙和孔洞,按照泄漏场的数学模型进行分析处理。
3.开关电源EMI抑制的9大措施
在开关电源中,电压和电流的突变,即高dv/dt和di/dt,是其EMI产生的主要原因。实现开关电源的EMC设计技术措施主要基于以下两点:
(1)尽量减小电源本身所产生的干扰源,利用抑制干扰的方法或产生干扰较小的元器件和电路,并进行合理**二手机器人
(2)通过接地、滤波、屏蔽等技术抑制电源的EMI以及提高电源的EMS。
分开来讲,9大措施分别是:
(1)减小dv/dt和di/dt(降低其峰值、减缓其斜率) (2)压敏电阻的合理应用,以降低浪涌电压 (3)阻尼网络抑制过冲 (4)采用软恢复特性的二极管,以降低高频段EMI (5)有源功率因数校正,以及其他谐波校正技术 (6)采用合理设计的电源线滤波器 (7)合理的接地处理 (8)有效的屏蔽措施 (9)合理的PCB设计 。
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