工程師教你開關(guān)電源電磁兼容設(shè)計(jì)全過(guò)程(圖)
輸出整流電路電磁兼容設(shè)計(jì)
5. 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)線周圍的電磁輻射。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)線周圍就有變化的電磁場(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)6. 接觸器、繼電器等其它開關(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。
7. 開關(guān)電源箱體結(jié)構(gòu)的電磁兼容設(shè)計(jì)
材料選擇:沒有“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有實(shí)用價(jià)值的,因?yàn)樵?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/開關(guān)電源">開關(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)法滿足要求時(shí),可以在箱體上噴涂屏蔽漆。除了對(duì)開關(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。
8. 元器件布局與布線中的電磁兼容設(shè)計(jì):
對(duì)于開關(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)于開關(guān)電源產(chǎn)品,我們一般須遵守以下布線原則:
8.1 主電路輸入線與輸出線分開走線。
8.2 EMI濾波器輸入線與輸出線分開走線。
評(píng)論