開關電源電磁干擾的抑制措施

1、開關電源EMI濾波器的電路設計

當開關電源的諧波電平在低頻段(頻率范圍0.15～30MHz)表現(xiàn)在電源線上時,稱之為傳導干擾。要抑制傳導干擾相對比較容易,只要使用適當?shù)腅MI濾波器,就能將其在電源線上的EMI信號電平抑制在相關標準規(guī)定的限值內。

要使EMI濾波器對EMI信號有的衰減性能,則濾波器阻抗應與電源阻抗失配,越失配,實現(xiàn)的衰減越理想,得到的插入損耗特性就越好。也就是說,如果噪音源內阻是低阻抗的,則與之對接的EMI濾波器的輸入阻抗應該是高阻抗(如電感量很大的串聯(lián)電感);如果噪音源內阻是高阻抗的,則EMI濾波器的輸入阻抗應該是低阻抗(如容量很大的并聯(lián)電容)。這個原則也是設計抑制開關電源EMI濾波器遵循的。

在實際使用中,由于設備所產生的共模和差模的成分不一樣,可適當增加或減少濾波元件。具體電路的調整一般要經(jīng)過EMI試驗后才能有滿意的結果,安裝濾波電路時要保證接地良好,并且輸入端和輸出端要良好隔離,否則,起不到濾波的效果。

開關電源所產生的干擾以共模干擾為主,在設計濾波電路時可嘗試去掉差模電感,再增加一級共模濾波電感。常采用如圖2所示的濾波電路,可使開關電源的傳導干擾下降近30dB,比CISOR22標準的限值低了近6dB以上。

2、輻射EMI的抑制措施

如前所述,開關電源是一個很強的騷擾源,它來源于開關器件的高頻通斷和輸出整流二極管反向恢復。很強的電磁騷擾信號通過空間輻射和電源線的傳導而干擾鄰近的敏感設備。除了功率開關管和高頻整流二極管外,產生輻射干擾的主要元器件還有脈沖變壓器及濾波電感等。

負載電流越大,續(xù)流結束時流經(jīng)整流二極管的電流也越大,二極管反向恢復的時間也越長,則尖峰電流的影響也越大。采用多個整流二極管并聯(lián)來分擔負載電流,可以降低短路尖峰電流的影響。

開關電源屏蔽,采用模塊式全密封結構,建議用1mm以上厚度的鍍鋅鋼板,屏蔽層良好接地。在高頻脈沖變壓器初、次級之間加一屏蔽層并接地,可以抑制干擾的電場耦合。將高頻脈沖變壓器、輸出濾波電感等磁性元件加上屏蔽罩,可以將磁力線限制在磁阻小的屏蔽體內。