前一篇文章介紹了主要部件的選型和常數(shù)計算的相關(guān)內(nèi)容。本文將介紹降低EMI的對策。
近年來,EMC可謂是電子設(shè)備的重要課題之一。世界各國對EMC都有限制規(guī)定,在進行設(shè)備設(shè)計時必須滿足相關(guān)要求。在此之前,可以說是因為存在當開關(guān)電源散布噪聲時將使設(shè)備的S/N降低,從而使設(shè)備無法滿足規(guī)格要求的情況,因此必須采取噪聲對策。
另外,由于偶見混淆EMC和EMI等術(shù)語的情況,下面先整理一下這些術(shù)語。
?EMI(Electro Magnetic Interference):電磁干擾
電波和高頻電磁波成為噪聲而影響電子設(shè)備等,或是會造成影響的電磁波。
-傳導噪聲:經(jīng)由線纜和PCB板布線傳導的噪聲
> 差模(常模)噪聲:發(fā)生在電源線之間,且傳輸方向和電流相同的噪聲
> 共模噪聲:透過金屬外殼等,通過雜散電容等,回到信號源頭的噪聲
-輻射噪聲:釋放到空氣中的噪聲
?EMS(Electro Magnetic Susceptibility):電磁敏感性
指即使受到電磁波的妨礙、干擾(EMI:傳導噪聲及輻射噪聲)也不會引起損壞的能力與耐受性。
?EMC(Electro Magnetic Compatibility):電磁兼容性
EMI+EMS。輻射(Emission:排放,發(fā)射)對策和抗擾性(Immunity:耐受性)的兼容及其對策。
EMI從路徑來看,分成傳導噪聲和輻射噪聲,傳導噪聲根據(jù)傳導方式,又可以再細分成差動模式噪聲和共模噪聲。
EMI對策
正如在上述術(shù)語解說中所述,EMI是會對其他電路造成影響的,因此,其對策的關(guān)鍵是防止產(chǎn)生噪聲。產(chǎn)生噪聲的主要原因是大電流開關(guān)的節(jié)點或線路。基本對策是增加起到阻抗匹配和旁路/濾波作用的電容器、電阻/電容電路。下面再次給出整體電路,一起來看一下對策要點。
?在輸入端增加濾波器
輸入電壓是帶有紋波的高電壓,并通過內(nèi)置MOSFET來高速ON/OFF,所以在輸入端增加濾波器可降低噪聲。
?在內(nèi)置MOSFET的漏極-源極間增加電容器
即電路圖中的C8。電容值需要47~100pF左右,耐壓需要500V以上。這種做法可降低高速開關(guān)引起的OFF時的浪涌。另外也是一種緩沖方式。但是,會增加損耗,因此必須注意溫度上升情況。
?給輸出整流二極管D4增加RC緩沖電路
與D4并聯(lián)增加C9:500V/1000pF、 R10:10Ω/1W左右。這種做法可降低ON/OFF時產(chǎn)生的尖峰電壓,這與輸入緩沖電路的思路相同。由于常數(shù)只是參考值,所以必須先確認實際噪聲后再加以調(diào)整。
?在輸出端增加LC濾波器
右側(cè)電路圖是在輸出端增加了LC濾波器的示例。L2是10μH,C10是10μF~100μF左右)
輸出電壓中存在著取決于開關(guān)頻率的紋波,以及諧波、電感和電容器所引起的噪聲。當這些噪聲造成困擾時,在輸出端增加LC濾波器可有效解決該困擾。
這些是主要的噪聲對策。不論何種方式,都必須測量噪聲,或至少確認噪聲對設(shè)備造成的影響。準確測量噪聲需要具備測量環(huán)境和裝置。無法定量測量噪聲值時,有時可以從設(shè)備的S/N等性能層面來掌握是否會造成影響以及影響的程度。
這里提到的對策,是屬于電源電路結(jié)構(gòu)上的噪聲對策。噪聲的產(chǎn)生也和PCB板布局、元器件配置、元器件性能等有關(guān)系。在某些情況下,可能需要將LC濾波器由簡單的L型升級為π型或T型,或在電路板上設(shè)置屏蔽等。
此外,某些設(shè)備規(guī)格還必須符合噪聲標準(比如國際無線電干擾特別委員會(CISPR)頒布的標準等)。當需要滿足某些標準要求時,是需要從設(shè)計階段開始就必須謹記的,這一點是非常重要的。
審核編輯:湯梓紅
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