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小功率反激電源傳導與輻射抑制

作者: 時間:2011-08-21 來源:網絡 收藏
過改變變壓器性能設計來減小,對于變壓器繞組的分布電容可以通過改進繞制工藝和結構、增加繞組之間的絕緣、采用屏蔽等方法來減小繞組間的分布電容。從工程角度來說,特別是對于某些已經面世而為了提高市場競爭力選擇提高EMI要求作為突破口的產品來說,改變變壓器性能設計肯定影響重大,而改變工藝結構也影響到生產甚至性能。屏蔽是生產延續性最好與總體影響性最小的一種方法。

屏蔽對于干擾的抑制作用用屏蔽效能來衡量,屏蔽效能A主要由吸收損耗與反射損耗來表示,總損耗越大,屏蔽體對電磁干擾的抑制能力越強,如式(6)表示[2]。


從吸收損耗的公式可以得出以下結論:

屏蔽材料越厚,吸收損耗越大;屏蔽材料的磁導率越高,吸收損耗越大;屏蔽材料的電導率越高,吸收損耗越大;被屏蔽電磁波的頻率越高,吸收損耗越大。

干擾源為電場源時反射損耗 [2],如式(7):(近場波,高阻抗場)


干擾源為磁場源時反射損耗 [2],如式(8):(近場波,低阻抗場)


干擾源為電場源或者磁場源時反射損耗 [2],如式(9):(遠場波)

從反射損耗的公式可以得出以下結論:

屏蔽材料的磁導率越低,吸收損耗越大;屏蔽材料的電導率越高,吸收損耗越大。

從以上我們可以得出結論:

A:低頻:吸收損耗很小,屏蔽效能主要決于反射損耗。而反射損耗與電磁波的性質關系很大,電場波的屏蔽效能遠高于磁場波。

B:高頻:隨著頻率升高,電場波的反射損耗降低,磁場波的反射損耗增加,吸收損耗增加,當頻率高到一定程度時,屏蔽效能主要由吸收損耗決定。

C:距離的影響:距離電場源越近,則反射損耗越大。對于磁場源,則正好相反。要獲得盡量高的屏蔽效能,屏蔽體應盡量靠近電場源,盡量遠離磁場輻射源。

2.7磁珠的應用

磁珠由鐵氧體組成,它把交流信號轉化為熱能,當導線中流過電流時,它對低頻電流幾乎沒有什么阻抗,但對高頻電流會有較大的衰減作用。磁珠抑制能力與它的長度成比例。不過磁珠的運用會提高產品溫升,同時降低產品的可生產性,對于高功率密度的小功率電源來說,盡量避免使用。

2.8減緩驅動

增大MOS管驅動電阻,使得MOS管的開通時間與關斷時間增加,使dv/dt值變小。不過這種方式會增加開關管的開關損耗,只有在沒有其他有效解決辦法時推薦使用。比如MORNSUN公司的LH15XX某型號,在確定不能更改變壓器結構與PCB布局情況下,只有增大驅動電阻,犧牲少許的效率來換取輻射干擾達到EN55022 CLASS B指標。

3 案例

圖2是采用無錫硅動力(Si-power)SP56XX系列芯片(含抖頻,降頻和跳頻技術)做的小功率模塊電源產品(37*23*15mm),功率為5W,開關頻率65KHz,通過精心的設計,在沒有圖1中輸入EMI濾波電路和無Y電容的情況下,使產品的和輻射指標分別滿足class A級和B級的要求,并能滿足最新的能源之星V的標準,圖3、圖4是該產品的EMI測試圖(產品通過了UL/CE認證)。由于電路簡單,元件少,該系列電源在批量生產時不良率僅為50PPM。


4 結論


高功率密度是電源發展的一個方向,小功率也一樣。不過由于小功率電源要求體積小,成本低,它的EMI設計受到體積、熱設計和易生產性等方面的影響,可以發揮的空間已經很小。需要設計人員從開始階段就要注意PCB布局,注重電源的結構設計與輸入輸出濾波網絡設計,優化變壓器設計,設計中期通過更改輸入EMI濾波器參數進行現場調試,調試沒有效果的情況下通過增加磁珠,改變驅動等犧牲其他性能的方式達到和輻射指標。


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關鍵詞: 反激電源 傳導 輻射

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