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电源适配器防止电磁干扰的措施

文章出处: 人气:261发表时间:[2020-10-10]

电源适配器存在着共模搅扰和差模搅扰两种电磁搅扰形式。依据前面分析的电磁搅扰源,结合它们的耦合途径,可以从EMI滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来按捺搅扰,把电磁搅扰衰减到答应限度之内。

2.1欧规电源适配器交流输入EMI滤波器

滤波是一种按捺传导搅扰的办法,在电源输入端接上滤波器可以按捺来自电网的噪声对电源本身的侵害,也可以按捺由电源适配器发生并向电网反应的搅扰。电源滤波器作为按捺电源线传导搅扰的重要单元,在设备或体系的电磁兼容规划中具有极其重要的效果。电源进线端一般选用如图1所示的EMI滤波器电路。该电路可以有效地按捺交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。在电路中,跨接在电源两头的差模电容Cx1、Cx2(亦称X电容)用于滤除差模搅扰信号,一般选用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器,电容值一般取0.1~0.47F。而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2(亦称Y电容)则用来短路共模噪声电流,取值范围一般为C1=C2#2200pF。按捺电感L1、L2一般取100~130H,共模扼流圈L是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成,一般要求其电感量L#15~25mH。当负载电流渡过共模扼流圈时,串联在火线上的线圈所发生的磁力线和串联在零线上线圈所发生的磁力线方向相反,它们在磁芯中相互抵消。因此,即便在大负载电流的情况下,磁芯也不会饱和。而关于共模搅扰电流,两个线圈发生的磁场是同方向的,会呈现较大电感,然后起到衰减共模搅扰信号的效果。

2.2利用吸收电路

电源适配器发生EMI的首要原因是电压和电流的急剧改变,因此需求尽可能地下降电路中电压和电流的改变率(du/dt和di/dt)。采纳吸收电路可以按捺EMI,其基本原理便是在开关关断时为其提供旁路,吸收积储在寄生分布参数中的能量,然后按捺搅扰的发生。可以在开关管两头并联如图2(a)所示的RC吸收电路,开关管或二极管在开通和关断过程中,管中发生的反向尖峰电流和尖峰电压,可以经过缓冲的办法予以克服。缓冲吸收电路可以削减尖峰电压的起伏和削减电压波形的改变率,这关于半导体器材运用的安全性十分有好处。与此同时,缓冲吸收电路还下降了射频辐射的频谱成份,有益于下降射频辐射的能量。

箝位电路首要用来避免半导体器材和电容器被击穿的危险。兼顾箝位电路维护效果和电源适配器的效率要求,TVS管的击穿电压选择为初级绕组感应电压的1.5倍。当TVS上的电压超过必定起伏时,器材敏捷导通,然后将浪涌能量泄放掉,并将浪涌电压的幅值约束在必定的起伏。在开关管漏极和输出二极管的正极引线上可串联带可饱和磁芯线圈或微晶磁珠,原料一般为钴,当经过正常电流时磁芯饱和,电感量十分小。一旦电流要反向流过时,它将发生十分大的反电势,这样就能有效地按捺二极管的反向浪涌电流。

2.3屏蔽办法

按捺辐射噪声的有效办法便是屏蔽。可以用导电性能杰出的资料对电场进行屏蔽,用磁导率高的资料对磁场进行屏蔽。为了避免变压器的磁场泄漏,使变压器初次级耦合杰出,可以利用闭合磁环形成磁屏蔽,如罐型磁芯的漏磁通就明显比E型的小很多。电源适配器的衔接线,电源线都应该运用具有屏蔽层的导线,尽量避免外部搅扰耦合到电路中。或者运用磁珠、磁环等EMC元件,滤除电源及信号线的高频搅扰。可是,要注意信号频率不能遭到EMC元件的搅扰,也便是信号频率要在滤波器的通带之内。整个电源适配器的外壳也需求有杰出的屏蔽特性,接缝处要契合EMC规则的屏蔽要求。经过上述办法保证电源适配器既不受外部电磁环境的搅扰也不会对外部电子设备发生搅扰。

2.4变压器的绕制

在规划高频变压器时必须把漏感减到最小。因为漏感越大,发生的尖峰电压幅值越高,漏极箝位电路的损耗就越大,这必然导致电源效率下降。减小变压器的漏感一般选用削减原边绕组的匝数、增大绕组的宽度、减小各绕组之间的绝缘层等办法。

变压器首要的寄生参数为漏感、绕组间电容、交叉耦合电容。变压器绕组间的交叉耦合电容为共模噪声流过整个体系提供了通路。

在变压器的绕制过程中选用法拉第屏蔽来减小交叉耦合电容。法拉第屏蔽简单来说便是用铜箔或铝箔包绕在原边绕组和副边绕组之间,形成一个表面蔽层阻隔区,并接地,其中原边绕组和副边绕组交织绕制,以减小交叉耦合电容。在装置规程上一般要求散热器接地,那么开关管漏极与散热器之间的寄生电容就为共模噪声提供了通路,可以在漏极和散热器之间加一铜箔或铝箔并接地以减小此寄生电容。

2.5接地技能的应用

电源适配器需求注重地线的衔接,地线承担着参阅电平的重担,特别是控制电路的参阅地,如电流检测电阻的地电平和无阻隔输出的分压电阻的地电平。

(1)设备的信号接地。设备的信号接地,可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参阅点,它为设备中的所有信号提供了一个公共参阅电位。如浮地和混合接地,另外还有单点接地和多点接地。

(2)设备接大地。在工程实践中,除认真考虑设备内部的信号接地外,一般还将设备的信号地,机壳

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