EMI濾波器設計原理

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產生的主要原因.實現開關電源的EMC設計技術措施主要基于以下兩點:

(1)盡量減小電源本身所產生的干擾源,利用抑制干擾的方法或產生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)壓敏電阻的合理應用,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)合理的接地處理

(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產生的重要原因之一,因此,控制漏感成為解決高頻變壓器帶來的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)選擇合適磁芯,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.現在有一種稱之為“黃金薄膜”的絕緣層,厚度20~100um,脈沖擊穿電壓可達幾千伏.

(3)增加繞組間耦合度,減小漏感.

5.高頻變壓器的屏蔽

為防止高頻變壓器的漏磁對周圍電路產生干擾,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,屏蔽帶相對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產生噪聲(嘯叫、振動).為防止該噪聲,需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,抑制相對位移的產生;

(2)用“玻璃珠”(Glass beads)膠合劑粘結磁心,效果更好