隔離式DC/DC變換器的電磁兼容設計
繼電器、接觸器、風機等在失電后,其線圈將產生較大的電壓尖峰,從而產生電磁干擾,為此,在直流線圈兩端反并聯一個二極管或RC吸收電路,在交流線圈兩端并聯一個壓敏電阻用于吸收線圈失電后產生的電壓尖峰。如果接觸器線圈電源與輔助電源的輸人電源為同一個電源時,之間最好通過一個EMI濾波器。繼電器觸頭動作時也將產生電磁干擾,因此,也要在觸頭兩端增加RC吸收電路。
1)材料選擇在進行開關電源的箱體結構設計時,對于屏蔽材料的選擇原則是,當干擾電磁場的頻率較高時,選用高電導率的金屬材料,屏蔽效果較好;當干擾電磁場的頻率較低時,選用高磁導率的金屬材料,屏蔽效果較好;在某些場合下,如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時,往往采用高電導率和高磁導率的金屬材料組成多層屏蔽體。
2)孔洞、縫隙、搭接處理方法采用電磁屏蔽方法無須重新設計電路,便可達到很好的電磁兼容效果。理想的電磁屏蔽體是一個無縫隙、無孔洞、無透人的導電連續(xù)體,低阻抗的金屬密封體,但是,開關電源需要有輸入、輸出線過孔、散熱通風孔等,以及箱體結構部件之間的搭接縫隙,如果不采取措施,這些孔洞和縫隙將會導致電磁泄漏,使箱體的屏蔽效能降低、甚至完全喪失。因此,在設計開關電源箱體時,金屬板之間的搭接最好采用焊接,無法焊接時要使用電磁密封墊或其它的屏蔽材料;箱體上的開孔孔徑要小于被屏蔽的電磁波波長的1/2,否則屏蔽效果將大大降低;對于通風孔,在屏蔽要求不高時可以使用穿孔金屬板或金屬化絲網,在既要求屏蔽效能高,又要求通風效果好時選用截止波導管等方法,以提高屏蔽體的屏蔽效能。如果箱體的屏蔽效能仍無法滿足要求時,可以在箱體上噴涂屏蔽漆。除了對開關電源整個箱體的屏蔽之外,還可以對電源設備內部的元器件、部件等干擾源或敏感設備進行局部屏蔽。
3)其他在進行箱體結構設計時,針對設備上所有會受到靜電放電影響的部分,須設計一條低阻抗的電流泄放路徑,箱體必須有可靠的接地措施,并且要保證接地線的載流能力,同時,將敏感電路或元器件布置得遠離這些泄放回路,或對其采用電場屏蔽措施。對于結構件的表面處理,一般需要電鍍銀、鋅、鎳、鉻、錫等,具體要從導電性能、電化學反應、成本及電磁兼容性等多方面考慮后做出選擇。
3.8元器件布局與布線中的電磁兼容設計
對于開關電源設備內部元器件的布局必須整體考慮電磁兼容性的要求,設備內部的干擾源會通過輻射和串擾等途徑影響其它元器件或部件的正常工作,研究表明,在離干擾源一定距離時,干擾源的能量將大大衰減,因此,合理的布局有利于減小電磁干擾的影響。EMl輸入輸出濾波器最好安裝在金屬機箱的入出口處,并保證輸入與輸出線的屏蔽隔離。敏感電路或元器件要遠離發(fā)熱源。對于開關電源產品,一般須遵守以下布線原則。
1)主電路輸入線與輸出線分開走線。
2)EMI濾波器輸入線與輸出線分開走線。
3)主電路線與控制信號線分開走線。
4)高壓脈沖信號線最好分開單獨走線。
5)分開布線要避免平行走線,可以垂直交叉,線束之間距離在20mm以上。
6)電纜不要貼著金屬外殼和散熱器走線,保證一定距離。
7)雙絞線、同軸電纜及帶狀電纜在EMC設計中的使用。
評論