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2017年7月6日AC / DC
本节说明电路的杂讯对策。在设计开关电源时,必须评估杂讯并采取因应对策。
一开始先略为复习和杂讯相关的同语。
·EMI(电磁干扰):电磁妨碍(电磁干扰,电磁损害)
電波和高頻電磁波成為雜訊,影響電子機器等,或是會造成影響的電磁波。
-傳導雜訊:經由線路和機板配線傳導的雜訊
>差動模式(一般模式)雜訊:發生在電源線之間,且傳送方向和電流相同的雜訊
>共模雜訊:透過金屬外殼等,穿過游離電容等,回到信號源頭的雜訊
-輻射雜訊:釋放到空氣中的雜訊
·EMS(电磁易感性):电磁耐受度
指即使受到電磁波的妨礙、干擾(EMI:傳導雜訊和輻射雜訊),也不會出現損壞的能力、耐受度。
·EMC(电磁兼容性):电磁相容(电磁兼容性)
EMI+EMS。釋放(Emission)對策加上耐受性(Immunity)對策。
EMI从路径来看,分成传导杂讯和辐射杂讯,传导杂讯根据传导方式,又可以再细分成差动模式杂讯和共模杂讯。虽然只是粗略学习其概要,但我认为应该记住此类最基本的知识。
EMI对策
开关电源电路的EMI会影响其他电路时,就必须采用EMI对策。基本上,在大电流开关中心点和线路,追加整合阻抗和具备遮蔽/过滤功能的电容,电阻/电容电路。
1)C12,R17:输出整流二极体追加RC缓冲电路
和输入缓冲相同,降低开启/关闭时产生的突波。输入缓冲电路请参照这里.C12选择500V 1000pF的,R17选择10Ω1W。
2)C10:一次侧和二次侧之间追加Y-电容
在一次侧和二次侧的接地间,追加称为Y-电容的电容。为代表性方法之一,经由绝缘变压器的线圈间电容,让一次侧开关杂讯降低二次侧所产生的共模杂讯.Y-电容的额定电压值必须和变压器的绝缘耐压同等。容量选择的2200pF左右。
3)C11:在MOSFET Q1的汲极 - 源极间追加电容
为了在开启时,降低高速开关所引起的突波,而在MOSFET汲极。 - 源极间追加电容的方法这也属于缓冲电路的一种,但会增加损耗,因此必须注意温度上升状况本节使用耐压1kV的的10〜100pF的电容。
上记零件常数为起始线的参考值。必须先确认杂讯造成的影响后再加以调整。
输出杂讯对策
不用说,开关电源的输出电压上存在着取决于开关频率的涟波,以及高频谐波,电感和电容所引起的杂讯。当这些杂讯造成困扰时,可以在二次侧追加LC滤波器有效解决该困扰。
以电感大号为10μH,C10为10μF〜100μF的作为起始线标准值,仔细观察杂讯后再加以调整。
以上,是主要的杂讯对策。不论何种方式,都必须测量杂讯,确认杂讯对机器造成哪些影响。规划测量环境和装置,是确实测量杂讯上不可或缺的。无法定量测量时,或许可以从机器的S / N等,性能层面,来掌握是否会造成影响。
本节提到的对策,属于适用在电源电路构造上的杂讯对策。杂讯的生成亦和机板配线,零件配置,零件性能等有关。应该根据实际情况,将LC滤波器由简单的大号型,升级成π型和Ť型,以及在电路机板上加装遮蔽板等。
另外,还必须符合例如国际无线电干扰特别委员会(CISPR)规范等杂讯,机器相关规范。必须遵照规范规格时,在一开始设计之际就须时常谨记此事。
本节是以「设计绝缘型返驰式转换器电路」为主题,说明电路设计的结尾。接下来将进入「机板配线范例」章节。
·开关电源是潜在的EMI源头,必须同时针对传导杂讯和辐射杂讯,采用因应对策。
·从EMC的角度来看,主要采取释放(放出杂讯)对策。
·基本对策为设置杂讯滤波器,但杂讯亦和机板配线,基本零件有关。