高頻開關電源的EMC設計
1.6 開關電源印制電路板的EMC設計
印制電路板是高頻開關電源設計的最后一個環(huán)節(jié),如果印制電路板設計不當,由于PCB上既有小信號控制線,又有高壓母線,還有高頻功率開關和磁性元件,將直接影響到電路中各元件自身的抗干擾性和電路工作的可靠性,造成電源工作不穩(wěn)定。單根導線的特性阻抗由直流電阻R和自感L組成,其計算公式如下兩式所示。本文引用地址:http://2s4d.com/article/181385.htm
式中:l為導線的長度;b為導線的寬度。
顯然,印制線越短,直流電阻R就越小,同時增大印制線的寬度和厚度也可降低直流電阻R。從式(3)可知,印制線長度l越短,自感L就越小,而且增加印制線的寬度b也可降低自感L。多根印制線的特性阻抗除由直流電阻R和自感L組成外,還有互感M的影響,由互感M計算公式(4)可知,除受印制板的長度和寬度影響外,印制線的距離也起著重要作用。
M=2l[ln 2l/(b+s)-1] (4)
式中:s為兩線之間的距離。增大兩線之間的距離可減小互感。
由以上分析可知,在設計PCB時,應盡量降低電源線和地線的阻抗,因為電源線、地線和其他印制線都有電感,當電源電流變化較大時,將會產(chǎn)生較大的壓降,而地線壓降是形成公共阻抗干擾的重要因素,所以應盡量縮短地線,盡量加粗電源線和地線線條。
2 結 語
電磁兼容是一個十分復雜的問題,在設計高頻開關電源時,應對電源可能的電磁環(huán)境進行充分估計,盡可能全面地考慮高頻開關電源與外界環(huán)境的耦合途徑,利用各種抑制干擾技術來消除干擾耦合,增強高頻開關電源的抗干擾能力。主要的措施包括合適的接地,良好的搭接,合理的布線及屏蔽、濾波、限幅等。只有在設計時充分考慮EMC的設計,才能使高頻開關電源的電磁干擾降到最低點。
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