揭秘開關電源EMI技術辦法

1.開關電源的EMI源

EMI干擾源聚集體今朝功率開關管、整流二極管、高頻變壓器等，外部環境對開關電源的干擾緊要來自電網的抖動、雷擊、外界輻射等。

（1）功率開關管

功率開關管工作在On-Off快速循環轉換的狀態，dv/dt和di/dt都在急劇變換，因此，功率開關管既是電場耦合的緊要干擾源，也是磁場耦合的緊要干擾源。

（2）高頻變壓器

高頻變壓器的EMI來源聚集體今朝漏感對應的di/dt快速循環變換，因此高頻變壓器是磁場耦合的緊要干擾源。

（3）整流二極管

整流二極管的EMI來源聚集體今朝反向恢復特性上，反向恢復電流的斷續點會在電感（引線電感、雜散電感等）出現高dv/dt，從而導致強電磁干擾。

（4）pCB

準確的說，pCB是上述干擾源的耦合通道，pCB的優劣，筆直對應著對上述EMI源抑制的好壞。

2.開關電源EMI傳輸通道分類

（一）.傳導干擾的傳輸通

（1）容性耦合

（2）感性耦合

（3）電阻耦合

a.公共電源內阻出現的電阻傳導耦合

b.公共地線阻抗出現的電阻傳導耦合

c.公共線路阻抗出現的電阻傳導耦合

（二）.輻射干擾的傳輸通道

（1）在開關電源中，能構成輻射干擾源的元器件和導線均可以被假設為天線，從而利用電偶極子和磁偶極子理論進行分解；二極管、電容、功率開關管可以假設為電偶極子，電感線圈可以假設為磁偶極子

（2）沒有屏蔽體時，電偶極子、磁偶極子，出現的電磁波傳輸通道為空氣（可以假設為自由空間）；

（3）有屏蔽體時，考慮屏蔽體的縫隙和孔洞，按照泄漏場的數學模型進行分解解決。

3.開關電源EMI抑制的9大措施

在開關電源中，電壓和電流的突變，即高dv/dt和di/dt，是其EMI出現的緊要原由。實現開關電源的EMC設計技術措施緊要基于以下兩點

（1）盡量減小電源本身所出現的干擾源，利用抑制干擾的辦法或出現干擾較小的元器件和電路，并進行合理布局；

（2）通過接地、濾波、屏蔽等技術抑制電源的EMI以及提高電源的EMS。

分開來講，9大措施分別是：

（1）減小dv/dt和di/dt（降低其峰值、減緩其斜率）

（2）壓敏電阻的合理使用，以降低浪涌電壓

（3）阻尼網絡抑制過沖

（4）采用軟恢復特性的二極管，以降低高頻段EMI

（5）有源功率因數校正，以及其他諧波校正技術

（6）采用合理設計的電源線濾波器

（7）合理的接地解決

（8）有效的屏蔽措施

（9）合理的pCB設計

4.高頻變壓器漏感的控制

高頻變壓器的漏感是功率開關管關斷尖峰電壓出現的緊要原由之一，因此，控制漏感成為處理高頻變壓器帶來的EMI首要面對的問題。

減小高頻變壓器漏感兩個切入點：電氣設計、工藝設計！

（1）選擇適宜磁芯，降低漏感。漏感與原邊匝數平方成正比，減小匝數會顯著降低漏感。

（2）減小繞組間的絕緣層。今朝有一種稱之為“黃金薄膜”的絕緣層，厚度20～100um，脈沖擊穿電壓可達幾千伏。

（3）新增繞組間耦合度，減小漏感。

5.高頻變壓器的屏蔽

為戒備高頻變壓器的漏磁對周圍電路出現干擾，可采用屏蔽帶來屏蔽高頻變壓器的漏磁場。屏蔽帶一般由銅箔制作，繞在變壓器外部一周，并進行接地，屏蔽帶相關于漏磁場來說是一個短路環，從而抑制漏磁場更大范圍的泄漏。

高頻變壓器，磁心之間和繞組之間會發生相對位移，從而導致高頻變壓器在工作中出現噪聲（嘯叫、振動）。為戒備該噪聲，要對變壓器采取加固措施：

（1）用環氧樹脂將磁心（例如EE、EI磁心）的三個接觸面進行粘接，抑制相對位移的出現；

（2）用“玻璃珠”（Glassbeads）膠合劑粘結磁心，效果更好。

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