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電源適配器防止電磁干擾的措施

文章出處: 人氣:848發表時間:[2020-10-10]

電源適配器存在著共模攪擾和差模攪擾兩種電磁攪擾形式。依據前面分析的電磁攪擾源,結合它們的耦合途徑,可以從EMI濾波器、吸收電路、接地和屏蔽等幾個方面來按捺攪擾,把電磁攪擾衰減到答應限度之內。

2.1歐規電源適配器交流輸入EMI濾波器

濾波是一種按捺傳導攪擾的辦法,在電源輸入端接上濾波器可以按捺來自電網的噪聲對電源本身的侵害,也可以按捺由電源適配器發生并向電網反應的攪擾。電源濾波器作為按捺電源線傳導攪擾的重要單元,在設備或體系的電磁兼容規劃中具有極其重要的效果。電源進線端一般選用如圖1所示的EMI濾波器電路。該電路可以有效地按捺交流電源輸入端的低頻差模騷擾和高頻段共模騷擾。在電路中,跨接在電源兩頭的差模電容Cx1、Cx2(亦稱X電容)用于濾除差模攪擾信號,一般選用陶瓷電容器或聚脂薄膜電容器,電容值一般取0.1~0.47F。而中間連線接地的共模電容Cy1和Cy2(亦稱Y電容)則用來短路共模噪聲電流,取值范圍一般為C1=C2#2200pF。按捺電感L1、L2一般取100~130H,共模扼流圈L是由兩股等同并且按同方向繞制在一個磁芯上的線圈組成,一般要求其電感量L#15~25mH。當負載電流渡過共模扼流圈時,串聯在火線上的線圈所發生的磁力線和串聯在零線上線圈所發生的磁力線方向相反,它們在磁芯中相互抵消。因此,即便在大負載電流的情況下,磁芯也不會飽和。而關于共模攪擾電流,兩個線圈發生的磁場是同方向的,會呈現較大電感,然后起到衰減共模攪擾信號的效果。

2.2利用吸收電路

電源適配器發生EMI的首要原因是電壓和電流的急劇改變,因此需求盡可能地下降電路中電壓和電流的改變率(du/dt和di/dt)。采納吸收電路可以按捺EMI,其基本原理便是在開關關斷時為其提供旁路,吸收積儲在寄生分布參數中的能量,然后按捺攪擾的發生。可以在開關管兩頭并聯如圖2(a)所示的RC吸收電路,開關管或二極管在開通和關斷過程中,管中發生的反向尖峰電流和尖峰電壓,可以經過緩沖的辦法予以克服。緩沖吸收電路可以削減尖峰電壓的起伏和削減電壓波形的改變率,這關于半導體器材運用的安全性十分有好處。與此同時,緩沖吸收電路還下降了射頻輻射的頻譜成份,有益于下降射頻輻射的能量。

箝位電路首要用來避免半導體器材和電容器被擊穿的危險。兼顧箝位電路維護效果和電源適配器的效率要求,TVS管的擊穿電壓選擇為初級繞組感應電壓的1.5倍。當TVS上的電壓超過必定起伏時,器材敏捷導通,然后將浪涌能量泄放掉,并將浪涌電壓的幅值約束在必定的起伏。在開關管漏極和輸出二極管的正極引線上可串聯帶可飽和磁芯線圈或微晶磁珠,原料一般為鈷,當經過正常電流時磁芯飽和,電感量十分小。一旦電流要反向流過時,它將發生十分大的反電勢,這樣就能有效地按捺二極管的反向浪涌電流。

2.3屏蔽辦法

按捺輻射噪聲的有效辦法便是屏蔽。可以用導電性能杰出的資料對電場進行屏蔽,用磁導率高的資料對磁場進行屏蔽。為了避免變壓器的磁場泄漏,使變壓器初次級耦合杰出,可以利用閉合磁環形成磁屏蔽,如罐型磁芯的漏磁通就明顯比E型的小很多。電源適配器的銜接線,電源線都應該運用具有屏蔽層的導線,盡量避免外部攪擾耦合到電路中。或者運用磁珠、磁環等EMC元件,濾除電源及信號線的高頻攪擾。可是,要注意信號頻率不能遭到EMC元件的攪擾,也便是信號頻率要在濾波器的通帶之內。整個電源適配器的外殼也需求有杰出的屏蔽特性,接縫處要契合EMC規則的屏蔽要求。經過上述辦法保證電源適配器既不受外部電磁環境的攪擾也不會對外部電子設備發生攪擾。

2.4變壓器的繞制

在規劃高頻變壓器時必須把漏感減到最小。因為漏感越大,發生的尖峰電壓幅值越高,漏極箝位電路的損耗就越大,這必然導致電源效率下降。減小變壓器的漏感一般選用削減原邊繞組的匝數、增大繞組的寬度、減小各繞組之間的絕緣層等辦法。

變壓器首要的寄生參數為漏感、繞組間電容、交叉耦合電容。變壓器繞組間的交叉耦合電容為共模噪聲流過整個體系提供了通路。

在變壓器的繞制過程中選用法拉第屏蔽來減小交叉耦合電容。法拉第屏蔽簡單來說便是用銅箔或鋁箔包繞在原邊繞組和副邊繞組之間,形成一個表面蔽層阻隔區,并接地,其中原邊繞組和副邊繞組交織繞制,以減小交叉耦合電容。在裝置規程上一般要求散熱器接地,那么開關管漏極與散熱器之間的寄生電容就為共模噪聲提供了通路,可以在漏極和散熱器之間加一銅箔或鋁箔并接地以減小此寄生電容。

2.5接地技能的應用

電源適配器需求注重地線的銜接,地線承擔著參閱電平的重擔,特別是控制電路的參閱地,如電流檢測電阻的地電平和無阻隔輸出的分壓電阻的地電平。

(1)設備的信號接地。設備的信號接地,可能是以設備中的一點或一塊金屬來作為信號的接地參閱點,它為設備中的所有信號提供了一個公共參閱電位。如浮地和混合接地,另外還有單點接地和多點接地。

(2)設備接大地。在工程實踐中,除認真考慮設備內部的信號接地外,一般還將設備的信號地,機殼

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