开关电源模块应用领域的EMC设计如何优化?

发布时间:2020-05-13 11:16:37     浏览:1996

EMC测试又叫做电磁兼容,形容的是产品两个方面的性能指标,即电磁发射/影响EME和电磁抗扰EMSEME中包括传导和辐射,而EMS中又包括静电、脉冲群、浪涌等。为提升用户操作系统稳定性,如何灵活应用领域方法优化电源EMC

一、浪涌保障电源电路

开关电源模块在实际应用领域中,技术工程师们常常使用浪涌保障电源电路来保障EMC性能指标,确保了系统的稳定性。浪涌电压的由来有很多种,例如:雷击、短路故障、设备反复开机等;话不多说,可以直接来看浪涌保障电源电路该如何设计:

为提升输入级的浪涌保障能力,在外围提升了压敏电阻和TVS管。但图中的电源电路原目的是想实现二级保障,但将会事与愿违。假如MOV2的压敏电压和通流能力比MOV1低,在强影响场合,MOV2将会无法承受浪涌冲击而提早损毁,导致整个操作系统瘫痪。相同的,由于TVS响应时间比MOV快,往往是MOV未起作用,而TVS过早损毁。因此正确的接法通常是在两个MOV或者MOVTVS之间接一个电感器,将保障元器件分隔成二级。

在二级浪涌保障另外,还可以在MOVTVS之间加一个电阻器,可以防止TVS先导通到损毁,在挑选R的情况下要考虑到R的功能损耗,以免R先损毁,与此同时可以并联电容器,吸收能量转换,提升抗浪涌能力。

MOVTVS的选型很重要,挑选合理的最大准许电压和最大通流量很重要,这些就要参考开关电源模块的输入电压及其浪涌试验等级,假如电压挑选小了后端供电系统不正常,挑选大了起不到保障作用,通流量选小了元器件容易损毁。

二、开关电源模块的PCB设计

由于模块电源产品有模块电源的PCB设计标准规范要求,它要考虑到散热设计、EMC设计、影响设计和生产工艺流程设计等等,涉及到的信息非常多,因此PCB设计在模块电源产品研发过程中是作为最重要的阶段之一来看待的。

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三、开关电源模块的内部结构电路设计

开关电源模块都不是线性稳压电源类型,基本都是开关电源,在开关管开通、关断时,电压和电流都是会被斩波,导致较大瞬态变化(di/dtdv/dt),因此开关电源是较大的EMC干扰信号。隔离开关电源模块常用的电源电路拓扑:隔离正激和隔离反激。根据产品内部结构电路设计+PCB设计,促使产品的EMC性能指标达到最优模式。

四、开关电源模块传导骚扰设计

设计开关电源模块传导骚扰电源电路,首先需要分析开关电源模块的传导骚扰状况,并找到相匹配解决方法。

1、低频:150KHz-1MHz工作频率,尤其是开关工作频率点——差模骚扰

解决方法:差模滤波

2、中频:1MHz-10MHz工作频率——差模和共模骚扰

解决方法:适度稍加点共模滤波

3、高频:10MHz-30MHz工作频率——共模骚扰

解决方法:共模滤波

因此,为了处理开关电源模块传输骚扰问题,应在开关电源模块传输路径上增加差模滤波和共模滤波电路。

若经示波器测试某开关电源模块工作频率范围为30MHz-1000MHz;从传输骚扰波型预测辐射源骚扰好坏,高频段呈直线性上升无下跌发展趋势的,产品的辐射源骚扰一般都是会很差。

EMC试验一般 理论性很强,但如果我们熟练掌握一些基本概念,在设计EMC前级电路时,将更有方向开展试验,进而减少项目开发设计的时间段。

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