開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性設計（二）

c、屏蔽措施及變壓器的繞制

         在設計高頻變壓器時(shí)必須把漏感減至*小。因為漏感越大，產(chǎn)生的尖峰電壓幅值愈高，漏極箝位電路的損耗就越大，這必然導致電源效率降低。減小漏感可以采取以下措施：

(1)減少原邊繞組的匝數；

(2)增大繞組的寬度；

(3)增加繞組的高、寬比；

(4)減小各繞組之問(wèn)的絕緣層；

(5)增加繞組之間的耦合程度。屏蔽是抑制開(kāi)關(guān)電源輻射騷擾的有效方法，而隔離變壓器是共模噪聲的另一個(gè)主要來(lái)源。如圖5所示，變壓器主要的寄生參數為：漏感LK，繞組間電容CR，交叉耦合電容CTc變壓器繞組間的交叉耦合電容為共模噪聲流過(guò)整個(gè)系統提供了通路。

         在變壓器的繞制過(guò)程中采用法拉第屏蔽(Faraday shield)來(lái)減小交叉耦合電容。法拉第屏蔽簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是用銅箔或鋁箔包繞在原邊繞組和副邊繞組之間，形成一個(gè)靜電屏蔽層隔離區，并接地，其中原邊繞組和副邊繞組如圖6所示交錯繞制，以減小交叉耦合電容。

        圖6中N1A、N1B是原邊繞組，分兩次繞；N2A、N2B是副邊繞組；N3、N4分別是輔助繞組；SCREEN為銅箔屏蔽。安規上一般要求散熱器接地，那么開(kāi)關(guān)管漏極與散熱器之間的寄生電容就為共模噪聲提供了通路，可以在漏極和散熱器之間加一銅箔或鋁箔并接地以減小此寄生電容。

d、接地技術(shù)

         開(kāi)關(guān)電源同樣也需要重視地線(xiàn)的連接，地線(xiàn)承擔著(zhù)參考電平的重任，特別是控制電路的參考地，如電流檢測電阻的地電平和無(wú)隔離輸出的分壓電阻的地電平?？刂菩盘柕牡仉娖秸`差應盡可能的小，因此，采用控制部分一點(diǎn)接地，然后將公共連接點(diǎn)再單點(diǎn)接至功率地。這種接地方式可以使噪聲源和敏感電路分離。另外，地線(xiàn)盡量鋪寬，對空白區域可敷銅填滿(mǎn)，力求盡量降低地電平誤差和EMI。

        另外，在裝置中盡量采用表面貼裝元器件，使組裝密度更高，體積更小，重量更輕，可靠性更高，高頻特性好，減小電磁和射頻干擾。

e、PCB元件布局及走線(xiàn)

[page] 開(kāi)關(guān)電源的印制電路板設計也是解決開(kāi)關(guān)電源電磁兼容性問(wèn)題的一個(gè)至關(guān)重要的方面。在設計中采用了以下措施保證電磁兼容性。

(1)把交流的輸入濾波部分，高壓整流和濾波部分，高頻逆變部分，低壓整流輸出部分從左到右依次排列布局，使信號方向保持一致，便于生產(chǎn)中檢修、調試，并且可以減少信號的環(huán)路，使印制電路板的平面與磁力線(xiàn)相平行，這樣交變磁場(chǎng)就不會(huì )切割印制電路板平面內的導線(xiàn)，減少電磁干擾。并且把控制電路和功率電路分開(kāi)，中間采用鋁板隔離，防止干擾信號騷擾控制電路。

(2)盡可能地縮小高頻大電流電路所包圍的面積，縮短高電壓元器件的連線(xiàn)，設法減少它們的分布參數和相互間的電磁干擾，特別是易受干擾的元器件不能彼此靠得很近。

(3)縮小控制電路所包圍的面積。因為，這部分電路是開(kāi)關(guān)電源中*敏感的部分?？s小其面積，實(shí)際上就是減小了干擾“接收天線(xiàn)”的尺寸，有利于降低對外部干擾的響應能力，提高開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性。

(4)有脈沖電路流過(guò)的區域遠離輸出端子，使噪聲源于直流輸出部分分離；交流輸入部分盡量遠離輸出部分，以避免由于相互間靠得太近，通過(guò)線(xiàn)路間的耦合，將原本“干凈”的輸出由于受到輸入部分的電磁騷擾發(fā)射而受“污染”。

(5)TOPSwitch GX246Y的漏極連接到變壓器和箝位二極管的連接線(xiàn)盡量簡(jiǎn)短，因為連接線(xiàn)上有很高的開(kāi)關(guān)電壓，會(huì )引起附加的共模電磁干擾的發(fā)射。

試驗結果

        經(jīng)過(guò)以上電磁兼容性設計，開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓調整率△V0/V0=O.12/12=l％，達到了預期設計要求。圖7是紋波電壓輸出圖，圖8是其工作時(shí)的噪音分析圖。

結語(yǔ)

        如今，開(kāi)關(guān)電源體積越來(lái)越小，功率密度越來(lái)越大，EMl/EMC問(wèn)題成為了開(kāi)關(guān)電源穩定性的一個(gè)關(guān)鍵因素，也是*容易忽視的一個(gè)方面。實(shí)踐證明，EMI問(wèn)題越早考慮，越早解決，費用越小，效果越好。隨著(zhù)各國電磁兼容性標準的加強，電磁兼容性設計在開(kāi)關(guān)電源設計過(guò)程中的位置也愈加重要，因此，必須充分重視電磁兼容性設計的作用和重要性。