高頻開(kāi)關(guān)電源的EMC設(shè)計(jì)

0 引 言
目前，在計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備、通信、自動(dòng)控制、家用電器等領(lǐng)域中大量使用高頻開(kāi)關(guān)電源，但高頻開(kāi)關(guān)電源的突出缺點(diǎn)是能產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾(Electro Magnet-ic Interference，EMI)。
由于高頻開(kāi)關(guān)電源的一次整流橋是非線(xiàn)性器件，其形成的電流是嚴(yán)重失真的正弦半波，含有豐富的高次諧波，形成了一系列連續(xù)、脈動(dòng)和瞬變干擾。因此，在高頻開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中必須考慮電磁兼容性(Electro Magnet-ic Compatbility，EMC)的設(shè)計(jì)。
電網(wǎng)完全在自然環(huán)境中，連接著各種電子電氣設(shè)備，有著復(fù)雜的電磁轉(zhuǎn)換過(guò)程，可能會(huì)引起一些問(wèn)題：外來(lái)噪聲使高頻開(kāi)關(guān)電源設(shè)備的控制電路出現(xiàn)誤動(dòng)作；通信設(shè)備由于高頻開(kāi)關(guān)電源設(shè)備的噪聲而出現(xiàn)誤動(dòng)作；高頻開(kāi)關(guān)電源設(shè)備對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生噪聲污染；高頻開(kāi)關(guān)電源設(shè)備向空間散發(fā)噪聲。
根據(jù)上述情況，針對(duì)高頻開(kāi)關(guān)電源存在的缺點(diǎn)，在此對(duì)其電路及印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)進(jìn)行了電磁兼容性的設(shè)計(jì)研究。

1 高頻開(kāi)關(guān)電源的EMC設(shè)計(jì)
1．1 高頻開(kāi)關(guān)電源主電路組成
高頻開(kāi)關(guān)電源主電路組成框圖如圖1所示，它由輸入濾波電路、高頻逆變電路、輸出整流電路及輸出直流濾波電路等組成。

1．2 輸入濾波電路的EMC設(shè)計(jì)
輸入濾波電路的EMC設(shè)計(jì)如圖2所示。

VD2為瞬態(tài)電壓抑制二極管，Rv1為壓敏電阻，它們都具有很強(qiáng)的瞬變浪涌吸收能力，能很好地保護(hù)后級(jí)元?dú)饧螂娐访庠饫擞侩妷旱钠茐?。Z1為直流抗電磁干擾濾波器，必須良好接地，且接地線(xiàn)要短。L1和C1組成低通濾波電路，當(dāng)L1的電感量較大時(shí)，必須增加VD1和R1形成續(xù)流回路，以吸收L1斷開(kāi)時(shí)釋放時(shí)的電場(chǎng)能量，否則，L1產(chǎn)生的電壓尖峰就會(huì)形成EMI。L1的磁芯使用閉合磁芯，可以避免開(kāi)環(huán)磁芯的漏磁場(chǎng)形成EMI。C1采用大容量的電容，可以減少輸入線(xiàn)上的紋波電壓，減弱在輸入導(dǎo)線(xiàn)周?chē)纬傻碾姶艌?chǎng)。
1．3 高頻逆變電路的EMC設(shè)計(jì)
高頻逆變電路的EMC設(shè)計(jì)如圖3所示。

C2，C3，VT2，VT3組成半橋逆變電路，VT2，VT3為IGBT或MOSFET等開(kāi)關(guān)管。R4和C4構(gòu)成EMI吸收回路，或在VT2，VT3兩端并聯(lián)C5，C6，由于VT2，VT3開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)，開(kāi)關(guān)時(shí)間很短以及引線(xiàn)電感、變壓器漏感的存在，回路會(huì)產(chǎn)生較高的di／dt，du／dt，從而形成EMI。C4，C5，C6采用低感電容，其容量的大小由公式LI2／2=C△U2／2求得C的值(L為回路電感，I為回路電流，△U為過(guò)沖電壓值)。