PSR開關電源設計之EMC設計技巧

本文是作者多年從事pSR原邊反饋開關電源設計總結出的相關經驗，上一章解析了pSR原邊反饋開關電源設計中變壓器的“神奇”設計辦法，本章將持續為大家分享pSR原邊反饋開關電源中的EMC設計技巧，希望能給大家的實際設計帶來幫助。

先談談pCBLAYOUT留意點：

大家都知道，EMC對地線走線畢竟有講究，針對pSR的初級地線，可以分為4個地線，如圖中所標示的三角地符號。這4個地線需采用“一點接地”的布局。

先上電路圖：

1.C8的地線為電源輸入地。

2.R5的地為功率地。

3.C2的地為小信號地。

4.變壓器pIN3的地為屏蔽地。

這4個地的交接點為C8的負端，即：輸入電壓經整流橋后過C1到C8地，R5和變壓器pIN3的地分別采用單獨連線筆直引致C8負端相連，連線盡量短；R5地線因考慮到壓降和干擾應盡量寬些。

C5,R10,U1pIN7和pIN8地線匯集致C2負端再連接于C8負端。

若為雙面板，以上4條地線盡量不要采用過孔連接，不得以可以采用多個過孔陣列以減小過孔壓降。

以上地線布局恰當，產品的共模干擾會很小。

因pSR線路負載時工作在pFM狀態下的DCM模式，DI/DT的增大和頻率的提升，所以較難解決的是傳導150K~5M差模干擾。

就依圖從左到右針對有影響EMC的元件進行逐個分解。

1.保險絲

將保險絲換用保險電阻理論上來講對產品效率是有負面影響的，但實際表現并不分明，

所以保險絲可以采用10/1W的保險電阻來降低150K附近的差模干擾，對通過5級能耗并無太大影響，且成本也有所降低。

2.C1,L2,C8

pSR工作在DCM模式，相對而言其輸入峰值電流會大很多，所以輸入濾波很緊要。

峰值電流的增大會導致低壓輸入時母線電壓較低，且C8的溫升也會新增；

為了提高母線電壓和降低C8的溫升，需提高C1的容量和使用LOWESR的C1和C8。

因為提高C1的容量后，C1和C8的工作電壓會上升，在輸出功率不變的情況下，輸入的峰值電流就會降低。

因L2的用途，實際表現為新增C1的容量比新增C8的容量抑制EMC會更加有效。

一般取C1為6.8uF，C8為4.7uF效果較好，若受空間限制，采用8.2u與3.3u也比采用2個2.7u的EMC抑制效果好。

L2一般從成本考慮采用色環電感，因色環電感的功率有限，電感量太大會嚴重影響效率，一般取330u~2mH,

2mH是效率影響開始變得分明，330u對差模干擾的用途不夠分量，為了使效率影響最低且對差模干擾抑制較佳，提議采用1mH。

因為“一點接地”的布局匯集點在C8的負端，在C8負端輸入電流的方向是經過C1和BD1流回輸入端，依據傳導探測的原理，這樣出現消極影響，所以需在C1與C8的地線上作解決，有空間的可以再中間新增磁珠跳線，空間受限可以采用pCBlayout曲線來實現，雖然效果會弱些，但相比直線連接會改善不少。

3.R6,D2,R2,C4

RCD吸收對EMC的影響大家都應當已經知道，這里緊要說下R6與D2對EMC的影響。

R6的加入和D2采用恢復時間較慢的1N4007對空間輻射有一定的負用途，但對傳導有益。

所以在整改EMC時此處的修改對空間輻射與傳導的取舍還得引起留意。

4.R5

R5既為電流測試點也是限功率設置點。

所以R5的取值會影響峰值電流也會影響Opp保護點。

提議在Opp滿足的情況下盡量取大些。

一般不低于2R，提議取2.2R。

5.R4,R10,D3,R3,C2

在前部分有提到VCC電壓的升高對EMC有惡性影響。因IC內部的測試有采用積分電路，所以當VCC電壓設置過高，就要更長的積分時間，在周期不變的情況下，TON的時間就會新增，輸出功率不變的情況下MOS的峰值電流就會新增，在RCD和D4的吸收R7,C11上的峰值都會新增，且D3,R3,C2也對VCC有下拉和吸收用途，會使輸出電壓的過沖加劇，同時影響延時測試的開啟時間。這一系列的變化對EMC的影響是不可忽視的。

依據相關經驗，結合變壓器漏感考慮，VCC電壓在滿載事最大值不宜超過19V，所以為使空載時VCC不至于太低導致蕩機，提議VCC電壓設計在15V，變壓器漏感最大不宜超過15%.

6.C5

C5是IC內部延時測試補償設置端。C5的取值大了會導致電壓測試的周期加長，小了會導致電壓測試的周期變短。測試周期的變化會影響電壓的采樣率，也就會影響整個產品各處的電流紋波，對EMC也會造成一定影響，一般選取0.01~0.1uF。

7.C3,C7

前面提到C3和C7的容量取值對輸出電壓過沖的抑制用途和維持產品的穩定性。但C3,C7的容量也不是越大越好，它會對EMC起消極用途。C3,C7容量的加大同樣會導致第5點講到的峰值電流加大，所以不能盲目選擇。

對pSR原邊反饋控制開關電源的設計和調試相關經驗講解到此就告一段落了，希望能給大家的實際設計帶來幫助。

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