開關電源的EMC技術

　　電子發燒友網：本文主要闡述開關電源的電磁騷擾抑技術（EMC）。開關電源電磁騷擾的抑措施對開關電源產生的 EMC 所采取的抑制措施，主要從兩個方面著：一是減小騷擾源的騷擾強度；二是切斷騷擾傳播。為了達到這個目的主要從以下幾個方面著手：選擇合適的開關電源工作方式及工作頻率；選擇合適的電路元件；采用正確的屏蔽方式、接地、濾波措施，使用合理的元件布局等幾種方法。

　　1 減小騷擾源的騷擾強度

　　選擇合適的開關電源的工作方式不同，他們的產生的電磁騷擾強度及所產生的電磁騷擾控制難度是不同的。例如：自激式開關電源在負載輕重不同時不但脈沖寬度會改變，其開關頻率變化很大，這樣給克服開關脈沖騷擾和控制其傳播帶來很大的難度；他激式開關電源開關頻率不變，它靠改變脈沖寬度來保持輸出穩定。顯然，他激式開關電源更容易控制電磁騷擾。隔離型開關電源比隔離型開關電源騷擾小。橋式整流產生的騷擾比其它整流方式產生的騷擾小。光耦隔離比變壓器隔離的騷擾更容易控制。對 隔離型開關電源諧振型比極性反轉型騷擾小多了。

　　開關電源的工作頻率也與騷擾強度密相關。低的開關電源工作頻率不但可以減小騷擾的高頻分量，其傳導騷擾和輻射騷擾的傳播效率會大大降低。實際設計中，我們進行工作方式選擇時，綜合考慮其電磁容性能，這樣往往可以取到事功倍的效果。至于工作頻率，在不增加成本和影響工作效率的情況下當然是越小越好。

　　選擇合適的電路元件

　　開關電源電路是開關電源產生的電磁騷擾最直接和最主要的來源。在開關回路中，開關管是核心。我們實際設計和測試中發現，我們用同樣耐壓的電流容量的不同品牌的開關管進行輻射騷擾測試，整體騷擾最大的與最小的可能相差 15-20ｄＢ。

　　對傳導騷擾的頻率高端，我們也發現同樣的現象（對傳導騷擾的頻率低端這種現象沒有高端明顯）。這與開關管在設計中有否考慮電磁容有關。好的開關管在設計中考慮到了高頻率抑制信開關瞬間的震蕩并顧了轉換效率。這種開關管成本可能會高些。開關回路中另一關鍵部件是脈沖變壓器，脈沖變壓器，對電磁容的影響表現在兩個方面：一個是初級線圈與次級線圈間加靜電屏層并引出接地，該接地線盡量靠近開關管的發射極接直流輸入的 0Ｖ地（熱地），這樣可以大大減小分布電容ｃｄ，從而減小了初、次級的電場的耦合騷擾。

　　為了減小脈沖變壓器的漏磁，可以選擇封閉磁芯（如圓環），封閉磁芯比開口磁芯的漏磁小。不可以通過在脈沖變壓器外包高磁導率的屏材料抑制漏磁，從 而減小了通過漏磁輻射的騷擾。開關回路中的Ｃ1 選擇也很關鍵，選擇高頻特性良好的電容或在其上并聯一個高頻電容，降低高頻阻抗，可以減少高頻電流以差模方式傳導到交流電源中去形成傳導騷擾。在二次整流回路中，整流二極管Ｄ2 常關鍵。在低壓大電流 的整流回路中，快速恢復的肖特基是一種較好的選擇。對高壓輸出電路可選用其它快速恢復二極管或帶軟恢復特性的二極管。

　　騷擾吸收回路

　　可在開關回路的開關Ｔ兩端并聯ＲＣ吸收回中如圖 3（ｂ）所示，或在開關管Ｔ兩端并聯ＲＣ吸收回路如圖 3（ａ）所示，或在 ＲＣ/ＤＲＣ回路可吸收天開關管Ｔ接通和斷開瞬間產生的較高的浪涌尖峰電壓，降低開關回路的騷擾。如圖 3（ｃ）所示，在輸出端的整流二極管Ｄ2 和Ｄ1 正極引線中串接帶可飽和磁芯的線圈或微晶磁珠（ｃｏ系）ｓｃ1、ｓｃ2?？娠柡痛判揪€圈/微晶磁珠在通過正常電流時磁芯飽和，電感量很小，不會影響電路正常工作，一旦電流要反向流過時，它將產生很大的反電勢，阻止反向電流的上，因此將它與二極管Ｄ1、Ｄ2 串聯就能有效地抑制二極管Ｄ2 的反向浪涌電流?；站Т胖榭梢灾苯犹自诙O管的引線上，使用方便，效果也比ＲＣ吸收回路好。另外，Ｄ1、Ｌ、Ｃ2組成的濾波網絡可以更好濾除輸出直流中的高頻紋波，減小輸出端的高頻差模騷擾。

　　一次整流回路中ＰＦＣ網絡

　　對一次整流回路，最顯著的騷擾是整流回路對交流電網的選擇性取電引起的供電網絡的波形畸變，功率因素偏低。為解決這個問題，可在一次整流回路加入現成的ＰＦＣ（功率因素控制）模板。該模塊分有源和無源兩種，有源模板效果更好，但電路復雜，成本較高。為了更適合所設計的產品，也有公司提供ＰＦＣ電路后一可將功率因素從 0.4 提到 0.9 以上?？梢允顾O計的開關電源順利通過ＧＢ176250.1－1998 的電流諧波測試。