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2019年4月11日AC / DC
前一篇文章介绍了主要零件的选型和常数计算的相关内容。本文将介绍降低EMI的对策。
近年来,EMC可谓是电子装置的重要课题之一。世界各国对EMC都有限制规定,在进行装置设计时必须满足相关要求。在此之前,可以说是因为存在当开关电源散布杂讯时将使装置的S / N降低,从而使装置无法满足规格要求的情况,因此必须采取杂讯对策。
另外,由于偶见混淆EMC和EMI等术语的情况,下面先整理一下这些术语。
·EMI(电磁干扰):电磁干扰
電波和高頻電磁波成為雜訊而影響電子裝置等,或是會造成影響的電磁波。
-傳導雜訊:經由線纜和PCB板佈線傳導的雜訊
> 差模(常模)雜訊:發生在電源線之間,且傳輸方向和電流相同的雜訊
> 共模雜訊:透過金屬外殼等,通過雜散電容等,回到訊號源頭的雜訊
-輻射雜訊:釋放到空氣中的雜訊
·EMS(电磁易感性):电磁敏感性
指即使受到電磁波的妨礙、干擾(EMI:傳導雜訊及輻射雜訊)也不會引起損壞的能力與耐受性。。
·EMC(电磁兼容性):电磁相容性
EMI+EMS。輻射(Emission:排放,射極)對策和抗擾性(Immunity:耐受性)的相容及其對策。
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。
EMI对策
正如在上述术语解说中所述,EMI是会对其他电路造成影响的,因此,其对策的关键是防止产生杂讯。产生杂讯的主要原因是大电流开关的节点或线路。基本对策是增加起到电阻匹配和旁路/滤波作用的电容,电阻/电容电路。下面再次给出整体电路,一起来看一下对策要点。
·在输入端增加滤波器
输入电压是带有涟波的高电压,并通过内建MOSFET来高速ON / OFF,所以在输入端增加滤波器可降低杂讯。
·在内建MOSFET的汲极 - 源极间增加电容
即电路图中的C8。电容值需要47〜100pF的左右,耐压需要500V以上。这种做法可降低高速开关引起的OFF时的突波。另外也是一种缓冲方式。但是,会增加损耗,因此必须注意温度上升情况。
·给输出整流二极体D4增加RC缓冲电路
与D4并联增加C9:500V / 1000pF的,R10:10Ω/ 1W左右这种做法可降低ON / OFF时产生的尖峰电压,这与输入缓冲电路的思路相同由于常数只是参考值,所以必须先确认。实际杂讯后再加以调整。
·在输出端增加LC滤波器
右侧电路图是在输出端增加了LC滤波器的示例.L2是10μH,C10是10μF〜100μF左右)
输出电压中存在着取决于开关频率的涟波,以及谐波,电感和电容所引起的杂讯。当这些杂讯造成困扰时,在输出端增加LC滤波器可有效解决该困扰。
这些是主要的杂讯对策。不论何种方式,都必须测量杂讯,或至少确认杂讯对装置造成的影响。准确测量杂讯需要具备测量环境和装置。无法定量测量杂讯值时,有时可以从装置的S / N等性能层面来掌握是否会造成影响以及影响的程度。
这里提到的对策,是属于电源电路结构上的杂讯对策。杂讯的产生也和PCB板布局,元件配置,元件性能等有关系。在某些情况下,可能需要将LC滤波器由简单的大号型升级为π型或Ť型,或在电路板上设定遮罩等。
此外,某些装置规格还必须符合杂讯标准(比如国际无线电干扰特别委员会(CISPR)颁布的标准等)。当需要满足某些标准要求时,是需要从设计阶段开始就必须谨记的,这一点是非常重要的。
·作为EMI对策,可以尝试在输入端增加滤波器,给开关(d-S间)增加电容,给输出整流二极体增加缓冲电路。
·针对输出杂讯,可在输出端增加LC滤波器。
·PCB板布局的影响也很大,因此需要结合起来综合探讨。