隔離式DC/DC變換器的電磁兼容設計

1.3電感、變壓器等磁性元件引起的電磁干擾

在開關電源中存在輸入濾波電感、功率變壓器、隔離變壓器、輸出濾波電感等磁性元件，隔離變壓器初次級之間存在寄生電容，高頻干擾信號通過寄生電容耦合到次級；功率變壓器由于繞制工藝等原因，原、次級耦合不理想而存在漏感，漏感將產生電磁輻射干擾，另外，功率變壓器線圈繞組流過高頻脈沖電流，在周圍形成高頻電磁場；電感線圈中流過脈動電流會產生電磁場輻射，而且在負載突切時，會形成電壓尖峰，同時，當它工作在飽和狀態時，將會產生電流突變，這些都會引起電磁干擾。

1.4控制電路引起的電磁干擾

控制電路中周期性的高頻脈沖信號，如振蕩器產生的高頻脈沖信號等將產生高頻高次諧波，對周圍電路產生電磁干擾。

1.5其他電磁干擾

電路中還會有地環路干擾、公共阻抗耦合干擾，以及控制電源噪聲干擾等。另外，不合理的布線將使電磁干擾通過線線之間的耦合電容和分布互感串擾或輻射到鄰近導線上，從而影響其它電路的正常工作。還有熱輻射產生的電磁干擾，熱輻射是以電磁波的形式進行熱交換，這種電磁干擾會影響其它電子元器件或電路的正常穩定工作。

2外界的電磁干擾

對于某一電子設備，外界對其產生影響的電磁干擾包括電網中的諧波干擾、雷電、太陽噪聲、靜電放電以及周圍的高頻發射設備。

3開關電源的電磁兼容設計

進行開關電源的電磁兼容性設汁時，首先要明確系統需要滿足的電磁兼容標準；確定系統內的關鍵電路，包括強干擾源電路、高度敏感電路；明確電源設備工作環境中的電磁于擾源及敏感設備；然后確定對電源設備所要采取的電磁兼容性措施。因此，開關電源的電磁兼容設計主要從以下3個方面入手：

1)減小干擾源的電磁干擾能量；

2)切斷干擾傳播途徑；

3)提高受擾設備的抗干擾能力。

下面以隔離式DC/DC變換器為例，討論開關電源的電磁兼容性設計。

3.1DC/DC變換器輸入電路的電磁兼容設計

如圖2所示，FV1為瞬態電壓抑制二極管RV1為壓敏電阻，都具有很強的瞬變浪涌吸收能力，能很好地保護后級元器件或電路免遭浪涌電壓的破壞。Z1為直流EMI濾波器，必須良好接地接地線要短，最好直接安裝在金屬外殼上，還要保證其輸入、輸出線之間的屏蔽隔離，才能有效地切斷傳導干擾沿輸入線的傳播和輻射干擾沿空間的傳播。L1及C1組成低通濾波電路，當L1電感值鞍大時，還須增加如圖2所示的D1和R1，形成續流回路，吸收L1斷開時釋放的電場能量，否則，L1產生的電壓尖峰就會形成電磁干擾，電感L1所使用的磁芯最好為閉合磁芯，帶氣隙的開環磁芯的漏磁場會形成電磁干擾，C1的容量較大為好，這樣可以減小輸入線上的紋波電壓，從而減小在輸入導線周圍形成的電磁場。

3.2高頻逆變電路的電磁兼容設計

如圖3所示，C2、C3、V2、V3組成的半橋逆變電路，V2、V3為lGBT或M0SFET等開關器件，在V2、V3開通和關斷時，由于開關時間很短以及引線電感、變壓器漏感的存在，回路會產生較高的di/dt、dv/dt，從而形成電磁干擾，為此，在變壓器原邊兩端增加R4、C4構成的吸收回路，或在V2、V3兩端分別并聯電容器C5、C6，并縮短引線，減小a-b、c-d、g-h、e-f的引線電感。在設計中，G4C5、C6。一般采用低感電容，電容器容量的大小取決于引線電感量、同路中電流值以及允許的過沖電壓值的大小，由LI2/2=C△V2/2求得C的大小(L為回路電感，I為回路電流，△V為過沖電壓值)。