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开关电源中的EMI干扰_暗记_频率

雨夜梧桐 2024-11-24 20:22:31 0

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什么是EMI(电磁滋扰)?

EMI是Electromagnetic Interference 的简称,常日指电子产品事情时对周边电子产品产生滋扰的征象,常日分为传导滋扰和辐射滋扰。
传导滋扰是指滋扰旗子暗记通过导电介质或公共电源线相互产生滋扰, CE认证中的传导滋扰扫瞄测试频率为9KHz-30MHz。
辐射滋扰是指通过空间耦合把滋扰旗子暗记传给另一个电网络或电子设备,CE认证中的空间辐射滋扰扫瞄测试频率为30MHz-1GHz。

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EMI的危害?

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(图片来自网络侵删)

从各国家组织制订并逼迫实施的干系认证可以看出EMI危害的严重性。
首先EMI会影响电子终端设备的性能,严重的会导致其不能正常事情。
EMI进入电网,会引起严重的谐波污染,对电网上其他电器造成滋扰。
由EMI导致的电子、电气设备高压击穿或烧毁,并由此导致的周围物品的严重危害,会带来巨大的经济丢失或人员伤亡。
EMI也会对人体造成一定危害。

开关电源内部EMI的来源?

开关电源开关速率越快,其开关损耗就越低,但也因此产生了较高的du/dt(开关管驱动电压、漏源电压),由其导致的尖峰电压会带来EMI滋扰。
该EMI滋扰带宽较宽,且具有一定幅度,可通过传导和辐射的办法污染周围电磁环境。

除了开关管的快速开关,输出整流二极管的反向规复电流(di/dt)、工频整流滤波利用的大电容充放电(di/dt)带来的浪涌电流也会造成开关电源中的EMI滋扰。
不难创造,高du/dt、di/dt会让其电压、电流波形靠近矩形波。
由傅里叶级数可知,方波旗子暗记实际可展开为一系列正弦波旗子暗记的和,个中基波频率是互换旗子暗记周期的倒数,谐波频率是基波频率的奇数倍。
同时,两倍脉冲边沿上升韶光或低落韶光的倒数决定了边沿引起的频率分量的频率值,范例值在MHz范围。
上述频率分量、谐波便是EMI滋扰的实际来源。

开关电源外部EMI的来源?

通过电网传输来的共模和差模噪声、外部电磁辐射。
共模滋扰为任何载流导体与参考地之间的不肯望存在的电位差;差模滋扰为任何两个载流导体之间的不肯望存在的电位差。

电磁兼容的三要素是滋扰源、耦合通路和敏感体,抑制以上任何一项都可以减少电磁滋扰的问题。

功率因数校正技能(PFG)可使电流波形校正成近似的正弦波,降落电流谐波含量,改进桥式整流电容滤波电路的输入特性,同时提高开关电源的功率因数。
减慢开关管开关速率,同时担保不(过分)影响开关开关损耗,可有效降落快速开关带来的EMI滋扰。
软开关技能可减小开关器件损耗、改进开关器件电磁兼容特性。
由于开关器件的快速开关会带来EMI滋扰,软开关技能使开关管在零电压、零电流时进行开关转换,从而有效抑制电磁滋扰。
缓冲电路可接管开关管或高频变压器低级线圈两端的尖峰电压。
通过在输出管上串联一个饱和电感可抑制反向规复电流的大幅变革,从而改进输出整流二极管的反向规复问题。
滤波器可滤除电源线滋扰,其对差模、共模滋扰都应有较强的抑制浸染。
改进绕制工艺和构造,增加绕组之间的绝缘,采取法拉第屏蔽等方法减小绕组间的分布电容,从而割断共模滋扰的传输路径。
屏蔽可以有效抑制辐射噪声,可利用导电性良好的材料对电场进行屏蔽,用磁导率高的材料对磁场进行屏蔽。

对付芯片设计者来说,彷佛只能在开关管开关速率、开关器件最佳开关条件、版图优化减小分布电容等方向入手了。

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