开关电源电磁干扰的抑制措施

2022-10-11  来自: 陕西华茂电子科技有限责任公司 浏览次数:934

1、开关电源EMI滤波器的电路设计

当开关电源的谐波电平在低频段(频率范围0.15~30MHz)表现在电源线上时,称之为传导干扰。要抑制传导干扰相对比较容易,只要使用适当的EMI滤波器,就能将其在电源线上的EMI信号电平抑制在相关标准规定的限值内。

要使EMI滤波器对EMI信号有的衰减性能,则滤波器阻抗应与电源阻抗失配,越失配,实现的衰减越理想,得到的插入损耗特性就越好。也就是说,如果噪音源内阻是低阻抗的,则与之对接的EMI滤波器的输入阻抗应该是高阻抗(如电感量很大的串联电感);如果噪音源内阻是高阻抗的,则EMI滤波器的输入阻抗应该是低阻抗(如容量很大的并联电容)。这个原则也是设计抑制开关电源EMI滤波器遵循的。

在实际使用中,由于设备所产生的共模和差模的成分不一样,可适当增加或减少滤波元件。具体电路的调整一般要经过EMI试验后才能有满意的结果,安装滤波电路时要保证接地良好,并且输入端和输出端要良好隔离,否则,起不到滤波的效果。

开关电源所产生的干扰以共模干扰为主,在设计滤波电路时可尝试去掉差模电感,再增加一级共模滤波电感。常采用如图2所示的滤波电路,可使开关电源的传导干扰下降近30dB,比CISOR22标准的限值低了近6dB以上。

2、辐射EMI的抑制措施

如前所述,开关电源是一个很强的骚扰源,它来源于开关器件的高频通断和输出整流二极管反向恢复。很强的电磁骚扰信号通过空间辐射和电源线的传导而干扰邻近的敏感设备。除了功率开关管和高频整流二极管外,产生辐射干扰的主要元器件还有脉冲变压器及滤波电感等。

负载电流越大,续流结束时流经整流二极管的电流也越大,二极管反向恢复的时间也越长,则尖峰电流的影响也越大。采用多个整流二极管并联来分担负载电流,可以降低短路尖峰电流的影响。

开关电源屏蔽,采用模块式全密封结构,建议用1mm以上厚度的镀锌钢板,屏蔽层良好接地。在高频脉冲变压器初、次级之间加一屏蔽层并接地,可以抑制干扰的电场耦合。将高频脉冲变压器、输出滤波电感等磁性元件加上屏蔽罩,可以将磁力线限制在磁阻小的屏蔽体内。

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