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開關(guān)電源輸入濾波電路的設(shè)計

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年05月03日  

開關(guān)電源是通訊系統(tǒng)的動力之源,已在通信領(lǐng)域中達(dá)到廣泛應(yīng)用。但由于其高頻率、寬頻帶和大功率,它自身就是一個強(qiáng)大的電磁干擾(EMI)源,嚴(yán)重時會導(dǎo)致周圍的電子設(shè)備功能紊亂,使通訊系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)錯誤、出現(xiàn)異常的停機(jī)和報警等,將造成不可彌補(bǔ)的后果;同時,開關(guān)電源本身也置身于周圍電磁環(huán)境中,對周圍的電磁干擾也很敏感(EMS),如果沒有很好的抗電磁干擾能力,它也就不可能正常工作。因此,營造一種良好的電磁兼容(EMC)環(huán)境,是確保電子設(shè)備正常工作的前提,且也成為電子產(chǎn)品設(shè)計者的重要考慮因素。


不僅如此,國內(nèi)外已有多種法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)對電子產(chǎn)品的電磁干擾限值和靈敏度作出規(guī)定和限制。歐共體有關(guān)EMC的委員會于92年制定了相關(guān)法令,96年開始生效,法令規(guī)定不符合EMC標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品不得進(jìn)入市場,同時將EMC認(rèn)證和安規(guī)認(rèn)證作為產(chǎn)品認(rèn)證的首要條件。我國信息產(chǎn)業(yè)部也多次召開電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)論證會,并作出規(guī)定:2001年1月1日以后進(jìn)入市場的產(chǎn)品必須有EMC標(biāo)志。可見,電磁兼容(EMC)認(rèn)證已是產(chǎn)品順利進(jìn)入市場并走出國門最基本的要求。


輸入濾波電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

輸入電路中主要包含五個元件:共模、差模電感,X、Y電容,放電電阻。輸入濾波電路的設(shè)計,事實上就是將這些元件如何進(jìn)行組合的問題,但在進(jìn)行組合時必須遵循一定的原則。


任何電磁干擾的發(fā)生都必然存在干擾能量的傳輸和傳輸途徑(或傳輸通道)。通常認(rèn)為電磁干擾傳輸有兩種方式:一種是傳導(dǎo)傳輸方式;另一種是輻射傳輸方式,電子設(shè)備工作頻率越來越高,不加抑制時,可能會通過上述路徑干擾到其它電子設(shè)備的正常運(yùn)行,這是我不希望的。


在電路設(shè)計時都會加入抑制EMI的元件來開抑制對外和外面對自身設(shè)備的干擾,我們以下面這個電路為例


圖中L2為共模電感,共模電感的作用可根據(jù)右手定則來權(quán)釋。


當(dāng)開關(guān)電源的頻率為100K時,假設(shè)它們在50~150K時有較高的EMI發(fā)射值(這個是需要設(shè)備實際來調(diào)整的),假設(shè)的他的截止頻率fo為150KHz,配套的電容CY=CY3=CY4=222pF,共模電感值根據(jù)公式可以得出:


共模電感與電容構(gòu)成的EMI電路,在開關(guān)電源中都基本上大同小異,根據(jù)實際的開關(guān)頻率與EMI抑制效果作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。


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