開(kāi)關(guān)電源EMC設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)談

引言

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源模塊因其相對(duì)體積小、效率高、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)開(kāi)始取代傳統(tǒng)整流電源而被廣泛應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。但由于開(kāi)關(guān)電源工作頻率高，內(nèi)部產(chǎn)生很快的電流、電壓變化，即dv/dt和di/dt，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源模塊將產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波干擾和尖峰干擾，并通過(guò)傳導(dǎo)、輻射和串?dāng)_等耦合途徑影響自身電路及其它電子系統(tǒng)的正常工作，當(dāng)然其本身也會(huì)受到其它電子設(shè)備電磁干擾的影響。這就是所討論的電磁兼容性問(wèn)題，也是關(guān)于開(kāi)關(guān)電源電磁兼容的電磁騷擾EMD與電磁敏感度EMS設(shè)計(jì)問(wèn)題。由于國(guó)家開(kāi)始對(duì)部分電子產(chǎn)品強(qiáng)制實(shí)行3C認(rèn)證，因此一個(gè)電子設(shè)備能否滿(mǎn)足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，將關(guān)系到這一產(chǎn)品能否在市場(chǎng)上銷(xiāo)售，所以進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性研究顯得非常重要。

電磁兼容學(xué)是一門(mén)綜合性學(xué)科，它涉及的理論包括數(shù)學(xué)、電磁場(chǎng)理論、天線與電波傳播、電路理論、信號(hào)分析、通訊理論、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等。

進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí)，首先進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，明確以下幾點(diǎn)：

1. 明確系統(tǒng)要滿(mǎn)足的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn);

2. 確定系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵電路部分，包括強(qiáng)干擾源電路、高度敏感電路;

3. 明確電源設(shè)備工作環(huán)境中的電磁干擾源及敏感設(shè)備;

4. 確定對(duì)電源設(shè)備所要采取的電磁兼容性措施。

一、DC/DC變換器內(nèi)部噪聲干擾源分析

1.二極管的反向恢復(fù)引起噪聲干擾

在開(kāi)關(guān)電源中常使用工頻整流二極管、高頻整流二極管、續(xù)流二極管等，由于這些二極管都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，如圖所示，在二極管由阻斷狀態(tài)到導(dǎo)通工作過(guò)程中，將產(chǎn)生一個(gè)很高的電壓尖峰VFP;在二極管由導(dǎo)通狀態(tài)到阻斷工作過(guò)程中，存在一個(gè)反向恢復(fù)時(shí)間trr，在反向恢復(fù)過(guò)程中，由于二極管封裝電感及引線電感的存在，將產(chǎn)生一個(gè)反向電壓尖峰VRP，由于少子的存儲(chǔ)與復(fù)合效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生瞬變的反向恢復(fù)電流IRP，這種快速的電流、電壓突變是電磁干擾產(chǎn)生的根源。

電流電壓波形圖

二極管反向恢復(fù)時(shí)電流電壓波形 二極管正向?qū)娏麟妷翰ㄐ?/p>

2.開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生電磁干擾

二極管反向恢復(fù)時(shí)電流電壓波形 二極管正向?qū)娏麟妷翰ㄐ卧谡な?、推挽式、橋?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/變換器">變換器中，流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流波形在阻性負(fù)載時(shí)近似矩形波，含有豐富的高頻成分，這些高頻諧波會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，在反激變換器中，流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流波形在阻性負(fù)載時(shí)近似三角波，高次諧波成分相對(duì)較少。開(kāi)關(guān)管在開(kāi)通時(shí)，由于開(kāi)關(guān)時(shí)間很短以及逆變回路中引線電感的存在，將產(chǎn)生很大的dV/dt突變和很高的尖峰電壓，在開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)，由于關(guān)斷時(shí)間很短，將產(chǎn)生很大的di/dt突變和很高的電流尖峰，這些電流、電壓突變將產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾。

3.電感、變壓器等磁性元件引起的電磁干擾：在開(kāi)關(guān)電源中存在輸入濾波電感、功率變壓器、隔離變壓器、輸出濾波電感等磁性元件，隔離變壓器初次級(jí)之間存在寄生電容，高頻干擾信號(hào)通過(guò)寄生電容耦合到次邊;功率變壓器由于繞制工藝等原因，原次邊耦合不理想而存在漏感，漏電感將產(chǎn)生電磁輻射干擾，另外功率變壓器線圈繞組流過(guò)高頻脈沖電流，在周?chē)纬筛哳l電磁場(chǎng);電感線圈中流過(guò)脈動(dòng)電流會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)輻射，而且在負(fù)載突切時(shí)，會(huì)形成電壓尖峰，同時(shí)當(dāng)它工作在飽和狀態(tài)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生電流突變，這些都會(huì)引起電磁干擾。

4.控制電路中周期性的高頻脈沖信號(hào)如振蕩器產(chǎn)生的高頻脈沖信號(hào)等將產(chǎn)生高頻高次諧波，對(duì)周?chē)娐樊a(chǎn)生電磁干擾。

5.此外電路中還會(huì)有地環(huán)路干擾、公共阻抗耦合干擾，以及控制電源噪聲干擾等。

6.開(kāi)關(guān)電源中的布線設(shè)計(jì)非常重要，不合理布線將使電磁干擾通過(guò)線線之間的耦合電容和分布互感串?dāng)_或輻射到鄰近導(dǎo)線上，從而影響其它電路的正常工作。

7.熱輻射產(chǎn)生的電磁干擾，熱輻射是以電磁波的形式進(jìn)行熱交換，這種電磁干擾影響其它電子元器件或電路的正常穩(wěn)定工作。

二、外界的電磁干擾

對(duì)于某一電子設(shè)備，外界對(duì)其產(chǎn)生影響的電磁干擾包括：電網(wǎng)中的諧波干擾、雷電、太陽(yáng)噪聲、靜電放電，以及周?chē)母哳l發(fā)射設(shè)備引起的干擾。

三、電磁干擾的后果

電磁干擾將造成傳輸信號(hào)畸變，影響設(shè)備的正常工作。對(duì)于雷電、靜電放電等高能量的電磁干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞設(shè)備。而對(duì)于某些設(shè)備，電磁輻射會(huì)引起重要信息的泄漏。

四、開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容設(shè)計(jì)

了解了開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部及外部電磁干擾源后，我們還應(yīng)知道，形成電磁干擾機(jī)理的三要素是還有傳播途徑和受擾設(shè)備。因此開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容設(shè)計(jì)主要從以下三個(gè)方面入手：

1，減小干擾源的電磁干擾能量;

2，切斷干擾傳播途徑;

3，提高受擾設(shè)備的抗干擾能力。

正確了解和把握開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾源及其產(chǎn)生機(jī)理和干擾傳播途徑，對(duì)于采取何種抗干擾措施以使設(shè)備滿(mǎn)足電磁兼容要求非常重要。由于干擾源有開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部產(chǎn)生的干擾源和外部的干擾源，而且可以說(shuō)干擾源無(wú)法消除，受擾設(shè)備也總是存在，因此可以說(shuō)電磁兼容問(wèn)題總是存在。

下面以隔離式DC/DC變換器為例，討論開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性設(shè)計(jì)：

1. DC/DC變換器輸入濾波電路的設(shè)計(jì)

如圖所示，F(xiàn)V1為瞬態(tài)電壓抑制二極管，RV1為壓敏電阻，都具有很強(qiáng)的瞬變浪涌電流的吸收能力，能很好的保護(hù)后級(jí)元件或電路免遭浪涌電壓的破壞。Z1為直流EMI濾波器，必須良好接地，接地線要短，最好直接安裝在金屬外殼上，還要保證其輸入、輸出線之間的屏蔽隔離，才能有效的切斷傳導(dǎo)干擾沿輸入線的傳播和輻射干擾沿空間的傳播。L1、C1組成低通濾波電路，當(dāng)L1電感值較大時(shí)，還需增加如圖所示的V1和R1元件，形成續(xù)流回路吸收L1斷開(kāi)時(shí)釋放的電場(chǎng)能，否則L1產(chǎn)生的電壓尖峰就會(huì)形成電磁干擾，電感L1所使用的磁芯最好為閉合磁芯，帶氣隙的開(kāi)環(huán)磁芯的漏磁場(chǎng)會(huì)形成電磁干擾，C1的容量較大為好，這樣可以減小輸入線上的紋波電壓，從而減小輸入導(dǎo)線周?chē)纬傻碾姶艌?chǎng)。

DC/DC變換器輸入濾波電路

2.高頻逆變電路的電磁兼容設(shè)計(jì)

如圖所示，C2、C3、V2、V3組成的半橋逆變電路，V2、V3為IGBT、MOSFET等開(kāi)關(guān)元件，在V2、V3開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)，由于開(kāi)關(guān)時(shí)間很快以及引線電感、變壓器漏感的存在，回路會(huì)產(chǎn)生較高的di/dt、dv/dt突變，從而形成電磁干擾，為此在變壓器原邊兩端增加R4、C4構(gòu)成的吸收回路，或在V2、V3兩端分別并聯(lián)電容器C5、C6，并縮短引線，減小ab、cd、gh、ef的引線電感。在設(shè)計(jì)中，C4、C5、C6一般采用低感電容，電容器容量的大小取決于引線電感量、回路中電流值以及允許的過(guò)沖電壓值的大小，LI2/2=C△V2/2公式求得C的大小，其中L為回路電感，I為回路電流，△V為過(guò)沖電壓值。

為減小△V，就必須減小回路引線電感值，為此在設(shè)計(jì)時(shí)常使用一種叫“多層低感復(fù)合母排”的裝置，由我所申請(qǐng)專(zhuān)利的該種母排裝置能將回路電感降低到足夠小，達(dá)10nH級(jí)，從而達(dá)到減小高頻逆變回路電磁干擾的目的。

開(kāi)關(guān)管電流、電壓波形比較圖

從電磁兼容性設(shè)計(jì)角度考慮，應(yīng)盡量降低開(kāi)關(guān)管V2、V3的開(kāi)關(guān)頻率，從而降低di/dt、dv/dt值。另外使用ZCS或ZVS軟開(kāi)關(guān)變換技術(shù)能有效降低高頻逆變回路的電磁干擾。在大電流或高電壓下的快速開(kāi)關(guān)動(dòng)作是產(chǎn)生電磁噪聲的根本，因此盡可能選用產(chǎn)生電磁噪聲小的電路拓?fù)?，如在同等條件下雙管正激拓?fù)浔葐喂苷ね負(fù)洚a(chǎn)生電磁噪聲要小，全橋電路比半橋電路產(chǎn)生電磁噪聲要小。

如圖所示增加吸收電路后開(kāi)關(guān)管上的電流、電壓波形與沒(méi)有吸收回路時(shí)的波形比較。

半橋逆變電路

3.高頻變壓器的電磁兼容設(shè)計(jì)

在高頻變壓器T1的設(shè)計(jì)時(shí)，盡量選用電磁屏蔽性較好的磁芯材料。

如圖所示，C7、C8為匝間耦合電路，C11為繞組間耦合電容，在變壓器繞制時(shí)，盡量減小分布電容C11，以減小變壓器原邊的高頻干擾耦合到次邊繞組。

另外為進(jìn)一步減小電磁干擾，可在原、次邊繞組間增加一個(gè)屏蔽層，屏蔽層良好接地，這樣變壓器原、次邊繞組對(duì)屏蔽層間就形成耦合電容C9、C10，高頻干擾電流就通過(guò)C9、C10流到大地。

由于變壓器是一個(gè)發(fā)熱元件，較差的散熱條件必然導(dǎo)致變壓器溫度升高，從而形成熱輻射，熱輻射是以電磁波形式對(duì)外傳播，因此變壓器必須有很好的散熱條件。

通常將高頻變壓器封裝在一個(gè)鋁殼盒內(nèi)，鋁盒還可安裝在鋁散熱器上，并灌注電子硅膠，這樣變壓器即可形成較好的電磁屏蔽，還可保證有較好的散熱效果，減小電磁輻射。

高頻變壓器的電磁兼容設(shè)計(jì)

5. 輸出整流電路電磁兼容設(shè)計(jì)

如圖所示為輸出半波整流電路，V6為整流二極管，V7為續(xù)流二極管，由于V6、V7工作于高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，因此輸出整流電路的電磁干擾源主要是V6和V7，R5、C12和R6、C13分別連接成V6、V7的吸收電路，用于吸收其開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰，并以熱的形式在R5、R6上消耗。

減少整流二極管的數(shù)量就可減小電磁干擾的能量，因此同等條件下，采用半波整流電路比采用全波整流和全橋整流產(chǎn)生的電磁干擾要小。

為減小二極管的電磁干擾，必須選用具有軟恢復(fù)特性的、反向恢復(fù)電流小、反向恢復(fù)時(shí)間短的二極管器件。從理論上講，肖特基勢(shì)壘二極管(SBD)是多數(shù)載流子導(dǎo)流，不存在少子的存儲(chǔ)與復(fù)合效應(yīng)，因而也就不會(huì)有反向電壓尖峰干擾，但實(shí)際上對(duì)于較高反向工作電壓的肖特基二極管，隨著電子勢(shì)壘厚度的增加，反向恢復(fù)電流會(huì)增大，也會(huì)產(chǎn)生電磁噪聲。因此在輸出電壓較低的情況下選用肖特基二極管作直流二極管產(chǎn)生的電磁干擾會(huì)比選用其它二極管器件要小。

輸出整流電路電磁兼容設(shè)計(jì)

6. 輸出直流濾波電路的電磁兼容設(shè)計(jì)

輸出直流濾波電路主要用于切斷電磁傳導(dǎo)干擾沿導(dǎo)線向輸出負(fù)載端傳播，減小電磁干擾在導(dǎo)線周?chē)碾姶泡椛洹?/p>

如圖所示，L2、C17、C18組成的LC濾波電路，能減小輸出電流、電壓紋波的大小，從而減小通過(guò)輻射傳播的電磁干擾，濾波電容C17、C18盡量采用多個(gè)電容并聯(lián)，減小等效串聯(lián)電阻，從而減小紋波電壓，輸出電感L2值盡量大，減小輸出紋波電流的大小，另外電感L2最好使用不開(kāi)氣隙的閉環(huán)磁芯，最好不是飽和電感。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們要記住，導(dǎo)線上有電流、電壓的變化，在導(dǎo)線周?chē)陀凶兓碾姶艌?chǎng)，電磁場(chǎng)就會(huì)沿空間傳播形成電磁輻射。

C19用于濾除導(dǎo)線上的共模干擾，盡量選用低感電容，且接線要短，C20、C21、C22、C23用于濾除輸出線上的差模干擾，宜選用低感的三端電容，且接地線要短，接地可靠。

Z3為直流EMI濾波器，根據(jù)情況使用或不使用，是采用單級(jí)還是多級(jí)濾波器，但要求Z3直接安裝在金屬機(jī)箱上，最好濾波器輸入、輸出線能屏蔽隔離。

輸出整流電路電磁兼容設(shè)計(jì)

7. 接觸器、繼電器等其它開(kāi)關(guān)器件電磁兼容設(shè)計(jì)

繼電器、接觸器、風(fēng)機(jī)等在掉電后，其線圈將產(chǎn)生較大的電壓尖峰，從而產(chǎn)生電磁干擾，為此在直流線圈兩端反并聯(lián)一個(gè)二極管或RC吸收電路，在交流線圈兩端并聯(lián)一個(gè)壓敏電阻用于吸收線圈掉電后產(chǎn)生的電壓尖峰。同時(shí)要注意如果接觸器線圈電源與輔助電源的輸入電源為同一個(gè)電源，之間最好通過(guò)一個(gè)EMI濾波器。繼電器觸頭動(dòng)作時(shí)也將產(chǎn)生電磁干擾，因此要在觸頭兩端增加RC吸收回路。

8. 開(kāi)關(guān)電源箱體結(jié)構(gòu)的電磁兼容設(shè)計(jì)

材料選擇：沒(méi)有“磁絕緣”材料，電磁屏蔽是利用“磁短路”的原理，來(lái)切斷電磁干擾在設(shè)備內(nèi)部與外界空氣中的傳播路徑。在進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源的箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮對(duì)電磁干擾的屏蔽效能，對(duì)于屏蔽材料的選擇原則是，當(dāng)干擾電磁場(chǎng)的頻率較高時(shí)，選用高電導(dǎo)率的金屬材料，屏蔽效果較好;當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時(shí)，要采用高導(dǎo)磁率的金屬材料，屏蔽效果較好;在某些場(chǎng)合下，如果要求對(duì)高頻和低頻電磁場(chǎng)都具有良好的屏蔽效果時(shí)，往往采用高電導(dǎo)率和高導(dǎo)磁率的金屬材料組成多層屏蔽體。

孔洞、縫隙、搭接處理方法：

采用電磁屏蔽方法無(wú)需重新設(shè)計(jì)電路，便可達(dá)到很好的電磁兼容效果。理想的電磁屏蔽體是一個(gè)無(wú)縫隙、無(wú)孔洞、無(wú)透入的導(dǎo)電連續(xù)體，低阻抗的金屬密封體，但是一個(gè)完全密封的屏蔽體是沒(méi)有實(shí)用價(jià)值的，因?yàn)樵陂_(kāi)關(guān)電源設(shè)備中，有輸入、輸出線過(guò)孔、散熱通風(fēng)孔等孔洞，以及箱體結(jié)構(gòu)部件之間的搭接縫隙，如果不采取措施將會(huì)產(chǎn)生電磁泄漏，使箱體的屏蔽效能降低、甚至完全喪失。因此在開(kāi)關(guān)電源箱體設(shè)計(jì)時(shí)，金屬板之間的搭接最好采用焊接，無(wú)法焊接時(shí)要使用電磁密封墊或其它的屏蔽材料，箱體上的開(kāi)孔要小于要屏蔽的電磁波的波長(zhǎng)的1/2，否則屏蔽效果將大大降低;對(duì)于通風(fēng)孔，在屏蔽要求不高時(shí)可以使用穿孔金屬板或金屬化絲網(wǎng)，在要求既要屏蔽效能高，又要通風(fēng)效果好時(shí)選用截至波導(dǎo)管等方法，提高屏蔽體的屏蔽效能。如果箱體的屏蔽效能仍無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí)，可以在箱體上噴涂屏蔽漆。除了對(duì)開(kāi)關(guān)電源整個(gè)箱體的屏蔽之外，還可以對(duì)電源設(shè)備內(nèi)部的元件、部件等干擾源或敏感設(shè)備進(jìn)行局部屏蔽。

在進(jìn)行箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)設(shè)備上所有會(huì)受到靜電放電試驗(yàn)的部分，設(shè)計(jì)出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(shí)將敏感電路或元件遠(yuǎn)離這些泄放回路，或?qū)ζ洳捎秒妶?chǎng)屏蔽措施。對(duì)于結(jié)構(gòu)件的表面處理，一般主要電鍍銀、鋅、鎳、鉻、錫，這需要從導(dǎo)電性能、電化學(xué)反應(yīng)、成本及電磁兼容性等多方面考慮后做出選擇。

9. 元器件布局與布線中的電磁兼容設(shè)計(jì)：

對(duì)于開(kāi)關(guān)電源設(shè)備內(nèi)部元器件的布局必須整體考慮電磁兼容性的要求，設(shè)備內(nèi)部的干擾源會(huì)通過(guò)輻射和串?dāng)_等途徑影響其它元件或部件的工作，研究表明，在離干擾源一定距離時(shí)，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。

EMI輸入輸出濾波器最好安裝在金屬機(jī)箱的入口處，并保證其輸入線與輸出線電磁環(huán)境的屏蔽隔離。

敏感電路或元件要遠(yuǎn)離發(fā)熱源。

對(duì)于開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品，我們一般須遵守以下布線原則：

9.1 主電路輸入線與輸出線分開(kāi)走線。

9.2 EMI濾波器輸入線與輸出線分開(kāi)走線。

9.3 主電路線與控制信號(hào)線分開(kāi)走線。

9.4 高壓脈沖信號(hào)線最好分開(kāi)單獨(dú)走線。

9.5 分開(kāi)布線的原則是避免平行走線，可以垂直交叉，線束之間距離在20mm以上。

9.6 電纜不要貼著金屬外殼和散熱器走線，保證一定距離。

9.7 雙絞線、同軸電纜及帶狀電纜在EMC設(shè)計(jì)中的使用

雙絞線的使用

雙絞線、同軸電纜都能有效的抑制電磁干擾。在脈沖信號(hào)傳輸線路中常使用雙絞線，控制輔助電源線和傳感器信號(hào)線最好用雙絞屏蔽線。因?yàn)殡p絞線兩根線之間有很小的回路面積，而且雙絞線的每?jī)蓚€(gè)相鄰的回路上感應(yīng)出的電流具有大小相等、方向相反，產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，這樣就可以減小因輻射引起的差模干擾，不過(guò)雙絞線絞合的圈數(shù)最好為偶數(shù)，且每單位波長(zhǎng)所絞合的圈數(shù)愈多，消除耦合的效果愈好。使用時(shí)注意雙絞線和同軸電纜兩端不能同時(shí)接地，只能單端接地，而對(duì)屏蔽線，屏蔽層兩端接地能既能屏蔽電場(chǎng)還能屏蔽磁場(chǎng)，單端接地只能屏蔽電場(chǎng)。使用同軸電纜時(shí)還要注意，其屏蔽層必須完全包覆信號(hào)線接地，即接頭與電纜屏蔽層必須3600搭接，才能有效屏蔽電磁場(chǎng)，如圖所示，信號(hào)線裸露部分仍可以與外界形成互容耦合，降低屏蔽效能。帶狀電纜適合于短距離的信號(hào)傳輸，我們知道為了降低差模信號(hào)的電磁輻射，必須減小信號(hào)線和信號(hào)回流線所形成的回路面積，因此在設(shè)計(jì)帶狀電纜布局時(shí)，最好將信號(hào)線與接地線間隔排列。如圖所示，其中S為信號(hào)線，G為信號(hào)地線。

信號(hào)線與接地線間隔排列

10.元器件的選擇

熱傳播的方式有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，熱輻射是以電磁波的形式向空中傳播的，熱傳導(dǎo)也會(huì)向周?chē)渌鲗?dǎo)熱量，這些都會(huì)影響其它元器件或電路的正常工作，因此從元器件熱設(shè)計(jì)方面考慮要盡量留有較大余量，以降低元器件的溫升及器件表面的溫度，除元器件對(duì)溫升有特殊要求外，一般開(kāi)關(guān)電源要求內(nèi)部元件溫度小于90℃，內(nèi)部環(huán)境溫度不超過(guò)65℃，以減小熱輻射干擾。

對(duì)數(shù)字集成電路，從電磁兼容性角度看應(yīng)多選用高噪聲容限的CMOS器件代替低噪聲容限的TTL器件。盡量使用低速、窄帶元件和電路。

選用分布電感較小的SMP元件，選用高頻特性好、等效串聯(lián)電感低的陶瓷介質(zhì)電容器、高頻無(wú)感電容器、三端電容器和穿心電容器等作濾波電容。

11.控制電路及PCB的電磁兼容設(shè)計(jì)

信號(hào)地是指信號(hào)電流流回信號(hào)源的一條低阻抗路徑。在設(shè)計(jì)中往往由于接地方法不恰當(dāng)而產(chǎn)生地環(huán)路干擾和公共阻抗耦合干擾。因此要合理選用接地方式，接地的方式有單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地。

地環(huán)路干擾：常發(fā)生在通過(guò)較長(zhǎng)電纜連接，地相距較遠(yuǎn)的設(shè)備之間。原因是由于地環(huán)路電流的存在，使兩個(gè)設(shè)備的地電位不同。通常用光電耦合器或隔離變壓器進(jìn)行“地”隔離，消除地環(huán)路干擾。由于隔離變壓器繞組之間寄生電容較大，即使采取屏蔽措施的隔離變壓器通常也只用于1MHZ以下的信號(hào)隔離，超過(guò)1MHZ時(shí)多采用光電耦合器隔離。

公共阻抗耦合：當(dāng)兩個(gè)電路的地電流流過(guò)一個(gè)公共阻抗時(shí)，就會(huì)發(fā)生公共阻抗耦合。由于地線是信號(hào)回流線，一個(gè)電路的工作狀態(tài)必然會(huì)影響地線電壓，當(dāng)兩個(gè)電路共用一段地線時(shí)，地線的電壓就會(huì)同時(shí)受到兩個(gè)電路工作狀態(tài)的影響。

可見(jiàn)無(wú)論是地環(huán)路干擾還是公共阻抗耦合問(wèn)題都是由于地線阻抗引起的，因此在設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮盡量降低地線阻抗與感抗。

如何減小控制電源噪聲：電源線上有電流突變，就會(huì)產(chǎn)生噪聲電壓。在靠近芯片的位置增加解耦電容，能有效減小噪聲。如果是高頻電流負(fù)載，則采用多個(gè)同容量的高頻電容和無(wú)感電容并聯(lián)能獲得更好的效果。注意電容容量并非越大越好，主要根據(jù)其諧振頻率、提供脈沖電流頻率來(lái)選擇。

印制板合理的布置地線將能有效的減小印制板的輻射以及提高其抗輻射干擾能力，請(qǐng)注意

l 布置地線網(wǎng)絡(luò)：在雙面板的兩面布置最多的平行地線。

l 對(duì)于一些關(guān)鍵信號(hào)(如脈沖信號(hào)和對(duì)外界較敏感的電平信號(hào))的地線的布置必須盡量縮小引線長(zhǎng)度，減小信號(hào)的回流面積。如果是雙面板，地線和信號(hào)線可以在印制板兩面并聯(lián)平行走線。

l 若是多層線路板，且既有數(shù)字地又有模擬地，則數(shù)字地和模擬地必須布置在同一層，減小它們之間的耦合干擾。

l 在實(shí)際電路中常發(fā)生公共阻抗耦合，因此要根據(jù)實(shí)際情況選擇正確的接地方式。

12.其它方法

12.1.IGBT，MOSFET等開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)增加一個(gè)-5V～-10V的負(fù)電平，提高驅(qū)動(dòng)信號(hào)的抗干擾能力。或驅(qū)動(dòng)信號(hào)采用光纖傳輸技術(shù)，光纖適宜于遠(yuǎn)距離傳輸，具有抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

12.2.通過(guò)軟件的編程技術(shù)，提高開(kāi)關(guān)電源的抗干擾能力，為了防止電平信號(hào)中的毛刺，引起軟件的誤判斷及誤動(dòng)作，可以通過(guò)多次采樣等數(shù)字濾波方法來(lái)濾除干擾信號(hào)。

五 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)分析了隔離式DC/DC變換器存在的電磁干擾源及其產(chǎn)生機(jī)理，并詳細(xì)介紹了針對(duì)其主電路和控制電路的電磁兼容設(shè)計(jì)方法，這些方法對(duì)其它電子產(chǎn)品的電磁兼容設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)作用。