在電源模塊的應(yīng)用中，EMC設(shè)計(jì)往往是最重要的，因?yàn)樗?/span>關(guān)系到整個(gè)用戶產(chǎn)品的EMC性能。那么如何提高EMC的性能呢？本文從電源模塊的設(shè)計(jì)和應(yīng)用角度為大家講解。
EMC測試，也稱為電磁兼容性，描述了產(chǎn)品的性能，即電磁發(fā)射/干擾EME和電磁抗干擾EMS。EME包傳導(dǎo)和輻射，而EMS包含靜電、脈沖群、浪涌等。為了提高用戶系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我們將從電源設(shè)計(jì)和應(yīng)用的角度介紹四種常見的解決方案:
浪涌保護(hù)電路
在電源模塊的實(shí)際應(yīng)用中，工程師經(jīng)常使用浪涌保護(hù)電路來保證EMC的性能和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。浪涌電壓的來源有很多種，比如雷擊、短路故障、頻繁啟動(dòng)設(shè)備等，讓我們直接看看如何設(shè)計(jì)浪涌保護(hù)電路。
如圖1所示，為了提高輸入級(jí)的浪涌保護(hù)能力，在外圍增加了壓敏電阻和TVS管。然而，圖中的電路(a)、(b)的最初目的是實(shí)現(xiàn)兩級(jí)保護(hù)，但可能適得其反。如果(a)中MOV2的壓敏電壓和通流能力低于MOV1，MOV2可能無法承受浪涌的沖擊，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。同樣，在電路(b)中，由于TVS的響應(yīng)速度比MOV快，MOV往往不起作用，TVS過早損壞。因此，正確的連接方法一般如圖(c)所示。
兩級(jí)浪涌保護(hù)
此外，還可以在MOV和TVS之間增加電阻，防止TVS先導(dǎo)損壞；選擇R時(shí)，應(yīng)考慮R的功耗，以免先損壞R；同時(shí)，它可以并聯(lián)電容，吸收能量，提高抗浪涌能力。
注：MOV和TVS的選擇非常重要。選擇適當(dāng)的最大允許電壓和最大通過流量是非常重要的。應(yīng)參考電源模塊的輸入電壓和浪涌試驗(yàn)等級(jí)。如果電壓選擇較小，則后端電源不正常，如果電壓選擇較大，則無法起到保護(hù)作用。如果通過流量選擇較小，設(shè)備很容易損壞。
PCB設(shè)計(jì)的電源模塊
由于模塊電源產(chǎn)品具有模塊電源PCB設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，因此應(yīng)考慮散熱設(shè)計(jì)、EMC設(shè)計(jì)、干擾設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)等，涉及的內(nèi)容很多，因此PCB設(shè)計(jì)是模塊電源產(chǎn)品開發(fā)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。
內(nèi)部電路設(shè)計(jì)的電源模塊
電源模塊不是線性電源類型，而是開關(guān)電源。當(dāng)開關(guān)管打開和關(guān)閉時(shí)，電壓和電流切斷，導(dǎo)致更大的瞬態(tài)變化(di/dt.dv/dt)，因此開關(guān)電源是一個(gè)更大的EMC干擾源。隔離電源模塊常用的電路拓?fù)?/span>:隔離正激和隔離反激。通過產(chǎn)品內(nèi)部電路設(shè)計(jì)+PCB設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的EMC性能達(dá)到最佳狀態(tài)。
電源模塊傳導(dǎo)騷擾設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)電源模塊傳導(dǎo)騷擾電路時(shí)，首先需要分析電源模塊的傳導(dǎo)騷擾情況，并找到相應(yīng)的解決方案。示波器分析如下：
1.低頻：150KHz-1mhz頻率，特別是開關(guān)頻率點(diǎn)-差模騷擾。
解決方案：差模濾波。
中頻：1mhz-10mhz頻率-差模和共模騷擾。
解決方案：適當(dāng)加一點(diǎn)共模濾波。
3.高頻：10mhz-30mhz頻率-共模騷擾。
解決方案：共模濾波。
因此，為了解決電源模塊傳添加差模濾波和共模濾波電路，以解決電源模塊傳輸騷擾問題：
經(jīng)驗(yàn)分享:如果一個(gè)電源模塊的頻率范圍是30MHz-1000MHz通過示波器測試，輻射騷擾從傳導(dǎo)騷擾波形預(yù)測好壞，高頻直線上升，沒有下降趨勢，那么產(chǎn)品的輻射騷擾一般都很差。
總結(jié)
EMC測試通常是非常實(shí)用的，但是如果我們掌握了一些基本原理，在設(shè)計(jì)EMC前級(jí)電路時(shí)會(huì)有更多的測試方向，從而縮短項(xiàng)目開發(fā)的時(shí)間。
具有穩(wěn)定性能的電源模塊，完善的浪涌保護(hù)電路，將最大限度地保證系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和可靠性。
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