工程師實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)：PSR開關(guān)電源設(shè)計(jì)之EMC設(shè)計(jì)技巧

　　本文是作者多年從事PSR原邊反饋開關(guān)電源設(shè)計(jì)總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)，上一章介紹了PSR原邊反饋開關(guān)電源設(shè)計(jì)中變壓器的“獨(dú)特”設(shè)計(jì)方法，本章將繼續(xù)為大家分享PSR原邊反饋開關(guān)電源中的EMC設(shè)計(jì)技巧，希望能給大家的實(shí)際設(shè)計(jì)帶來幫助。

　　先談?wù)凱CBLAYOUT注意點(diǎn)：

　　大家都知道，EMC對(duì)地線走線畢竟有講究，針對(duì)PSR的初級(jí)地線，可以分為4個(gè)地線，如圖中所標(biāo)示的三角地符號(hào)。這4個(gè)地線需采用“一點(diǎn)接地”的布局。

　　先上電路圖：

　　1.C8的地線為電源輸入地。

　　2.R5的地為功率地。

　　3.C2的地為小信號(hào)地。

　　4.變壓器PIN3的地為屏蔽地。

　　這4個(gè)地的交接點(diǎn)為C8的負(fù)端，即：輸入電壓經(jīng)整流橋后過C1到C8地，R5和變壓器PIN3的地分別采用單獨(dú)連線直接引致C8負(fù)端相連，連線盡量短；R5地線因考慮到壓降和干擾應(yīng)盡量寬些。

　　C5,R10,U1PIN7和PIN8地線匯集致C2負(fù)端再連接于C8負(fù)端。

　　若為雙面板，以上4條地線盡量不要采用過孔連接，不得以可以采用多個(gè)過孔陣列以減小過孔壓降。

　　以上地線布局恰當(dāng)，產(chǎn)品的共模干擾會(huì)很小。

　　因PSR線路負(fù)載時(shí)工作在PFM狀態(tài)下的DCM模式，DI/DT的增大和頻率的提升，所以較難處理的是傳導(dǎo)150K~5M差模干擾。

　　就依圖從左到右針對(duì)有影響EMC的元件進(jìn)行逐個(gè)分析。

　　1.保險(xiǎn)絲

　　將保險(xiǎn)絲換用保險(xiǎn)電阻理論上來講對(duì)產(chǎn)品效率是有負(fù)面影響的，但實(shí)際表現(xiàn)并不明顯，

　　所以保險(xiǎn)絲可以采用10/1W的保險(xiǎn)電阻來降低150K附近的差模干擾，對(duì)通過5級(jí)能耗并無太大影響，且成本也有所降低。

　　2.C1,L2,C8

　　PSR工作在DCM模式，相對(duì)而言其輸入峰值電流會(huì)大很多，所以輸入濾波很重要。

　　峰值電流的增大會(huì)導(dǎo)致低壓輸入時(shí)母線電壓較低，且C8的溫升也會(huì)增加；

　　為了提高母線電壓和降低C8的溫升，需提高C1的容量和使用LOWESR的C1和C8。

　　因?yàn)樘岣逤1的容量后，C1和C8的工作電壓會(huì)上升，在輸出功率不變的情況下，輸入的峰值電流就會(huì)降低。

　　因L2的作用，實(shí)際表現(xiàn)為增加C1的容量比增加C8的容量抑制EMC會(huì)更有效。

　　一般取C1為6.8uF，C8為4.7uF效果較好，若受空間限制，采用8.2u與3.3u也比采用2個(gè)2.7u的EMC抑制效果好。

　　L2一般從成本考慮采用色環(huán)電感，因色環(huán)電感的功率有限，電感量太大會(huì)嚴(yán)重影響效率，一般取330u~2mH,

　　2mH是效率影響開始變得明顯，330u對(duì)差模干擾的作用不夠分量，為了使效率影響最低且對(duì)差模干擾抑制較佳，建議采用1mH。

　　因?yàn)椤耙稽c(diǎn)接地”的布局匯集點(diǎn)在C8的負(fù)端，在C8負(fù)端輸入電流的方向是經(jīng)過C1和BD1流回輸入端，根據(jù)傳導(dǎo)測(cè)試的原理，這樣產(chǎn)生消極影響，所以需在C1與C8的地線上作處理，有空間的可以再中間增加磁珠跳線，空間受限可以采用PCBlayout曲線來實(shí)現(xiàn)，雖然效果會(huì)弱些，但相比直線連接會(huì)改善不少。

　　3.R6,D2,R2,C4

　　RCD吸收對(duì)EMC的影響大家都應(yīng)該已經(jīng)了解，這里主要說下R6與D2對(duì)EMC的影響。

　　R6的加入和D2采用恢復(fù)時(shí)間較慢的1N4007對(duì)空間輻射有一定的負(fù)作用，但對(duì)傳導(dǎo)有益。

　　所以在整改EMC時(shí)此處的修改對(duì)空間輻射與傳導(dǎo)的取舍還得引起注意。

　　4.R5

　　R5既為電流檢測(cè)點(diǎn)也是限功率設(shè)置點(diǎn)。

　　所以R5的取值會(huì)影響峰值電流也會(huì)影響OPP保護(hù)點(diǎn)。

　　建議在OPP滿足的情況下盡量取大些。

　　一般不低于2R，建議取2.2R。

　　5.R4,R10,D3,R3,C2

　　在前部分有提到VCC電壓的升高對(duì)EMC有惡性影響。因IC內(nèi)部的檢測(cè)有采用積分電路，所以當(dāng)VCC電壓設(shè)置過高，就需要更長(zhǎng)的積分時(shí)間，在周期不變的情況下，TON的時(shí)間就會(huì)增加，輸出功率不變的情況下MOS的峰值電流就會(huì)增加，在RCD和D4的吸收R7,C11上的峰值都會(huì)增加，且D3,R3,C2也對(duì)VCC有下拉和吸收作用，會(huì)使輸出電壓的過沖加劇，同時(shí)影響延時(shí)檢測(cè)的開啟時(shí)間。這一系列的變化對(duì)EMC的影響是不可忽視的。

　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合變壓器漏感考慮，VCC電壓在滿載事最大值不宜超過19V，所以為使空載時(shí)VCC不至于太低導(dǎo)致蕩機(jī)，建議VCC電壓設(shè)計(jì)在15V，變壓器漏感最大不宜超過15%.

　　6.C5

　　C5是IC內(nèi)部延時(shí)檢測(cè)補(bǔ)償設(shè)置端。C5的取值大了會(huì)導(dǎo)致電壓檢測(cè)的周期加長(zhǎng)，小了會(huì)導(dǎo)致電壓檢測(cè)的周期變短。檢測(cè)周期的變化會(huì)影響電壓的采樣率，也就會(huì)影響整個(gè)產(chǎn)品各處的電流紋波，對(duì)EMC也會(huì)造成一定影響，一般選取0.01~0.1uF。

　　7.C3,C7

　　前面提到C3和C7的容量取值對(duì)輸出電壓過沖的抑制作用和維持產(chǎn)品的穩(wěn)定性。但C3,C7的容量也不是越大越好，它會(huì)對(duì)EMC起消極作用。C3,C7容量的加大同樣會(huì)導(dǎo)致第5點(diǎn)講到的峰值電流加大，所以不能盲目選擇。

　　對(duì)PSR原邊反饋控制開關(guān)電源的設(shè)計(jì)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)講解到此就告一段落了，希望能給大家的實(shí)際設(shè)計(jì)帶來幫助。