通信開關(guān)電源的EMI-EMC設(shè)計(jì)

如圖3所示，當(dāng)開關(guān)管轉(zhuǎn)為“開”時(shí)，儲(chǔ)能電容Cs的能量由AC電網(wǎng)和整流橋提供，他被開關(guān)管變換器的快速開關(guān)頻率所變換，并通過(guò)變壓器形成脈沖電流IL，他具有非常豐富的開關(guān)頻率諧波。儲(chǔ)能電容不是一個(gè)純電容，他有串聯(lián)電阻和電感。當(dāng)整流橋處開關(guān)管“開”時(shí)，在AC電網(wǎng)端，IL會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由電容的 L，R，C所呈現(xiàn)的阻抗電壓，這就是開關(guān)電源產(chǎn)生差模發(fā)射源的原理。差模電流Idm和信號(hào)電流IL沿著導(dǎo)線、變壓器初級(jí)、開關(guān)管組成的回路流通。

開關(guān)電源的電磁兼容性設(shè)計(jì)
　　
電磁兼容性(ElectromagneticCompatibility，EMC)是指在有限的空間、時(shí)間和頻譜范圍內(nèi)，各種電氣設(shè)備共存而不引起性能的下降。形成電磁干擾的三要素是干擾源、傳播途徑和受擾設(shè)備，因而，抑制電磁干擾也應(yīng)該從這3個(gè)方面著手。首先應(yīng)該抑制干擾源，直接消除干擾原因；其次是消除干擾源和受擾設(shè)備之間的耦合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑；第三是提高受擾設(shè)備的抗擾能力，降低其對(duì)噪聲的敏感度。目前抑制開關(guān)電源EMI的幾種措施基本上都是用切斷電磁干擾源和受擾設(shè)備之間的耦合通道，常用的方法是屏蔽和濾波，他們的確是行之有效的辦法。

無(wú)源補(bǔ)償濾波技術(shù)

濾波是抑制傳導(dǎo)干擾的一種很好的辦法。在電源輸入端接上濾波器，即可以抑制開關(guān)電源產(chǎn)生并向電網(wǎng)反饋的干擾，也可以抑制來(lái)自電網(wǎng)的噪聲對(duì)電源本身的侵害。開關(guān)電源的工作頻率一般在10～130kHz，對(duì)開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻段EMI信號(hào)，只要選擇相應(yīng)的去耦電路或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的EMI濾波器，就能達(dá)到理想的濾波效果。干擾抑制電路如圖4所示，CX1和CX2叫做差模電容，L1叫做共模電感，CY1和CY2叫做共模電容。電阻R用于消除可能在濾波器中出現(xiàn)的靜電積累。IEC-380安全技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)的8.8部分指出，若CX>0.1μF則R=t／2.2C(t=1s，C=2CXμF)。
　　
由這些集中參數(shù)元件構(gòu)成無(wú)源低通網(wǎng)絡(luò)，抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的向電網(wǎng)反饋的傳導(dǎo)干擾，同時(shí)抑制來(lái)自電網(wǎng)的噪聲對(duì)開關(guān)電源本身的侵害，為了使通過(guò)濾波電容C流入地的漏電流維持在安全范圍內(nèi)，CX=0.1～0.2μF，CY的值一般適合取在0.1～0.33μF之間，不宜過(guò)大，相應(yīng)的扼流線圈L應(yīng)選大些，一般適合取在0.5μH～8mH之間，這樣既符合安全要求，又能抑制電磁干擾。
　　
共模電感L1是在同一個(gè)磁環(huán)上由繞向相反、匝數(shù)相同的兩個(gè)繞組構(gòu)成。使濾波器接入電路后，兩只線圈內(nèi)電流產(chǎn)生的磁通在磁環(huán)內(nèi)相互抵消，不會(huì)使磁環(huán)達(dá)到磁飽和狀態(tài)，從而使兩只線圈的電感值保持不變。通常使用環(huán)形磁芯，漏磁小，效率高。但是繞線困難，如磁環(huán)的材料不可能做到絕對(duì)均勻，兩個(gè)線圈的繞制也不可能完全對(duì)稱等，使得兩個(gè)繞組的電感量是不相等的，于是，形成差模電感。所以，一般電路中不必再設(shè)置獨(dú)立的差模電感了。共模電感的差值電感與電容CX1及CX2 構(gòu)成了一個(gè)Ⅱ型濾波器。這種濾波器對(duì)差模干擾有較好的衰減。除了共模電感以外，圖4中的電容CY1及CY2也是用來(lái)濾除共模干擾的。共模濾波的衰減在低頻時(shí)主要由電感器起作用，而在高頻時(shí)大部分由電容CY1及CY2起作用。電容CY的選擇要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定，由于電容CY接于電源線和地線之間，承受的電壓比較高，所以，需要有高耐壓、低漏電流特性。