開關電源設計中如何減小EMI
先簡單介紹一下下EMI:
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/191281.htmEMI翻譯成中文就是電磁干擾。其實所有的電器設備,都會有電磁干擾。只不過嚴重程度各有不同。
電磁干擾會影響各種電器設備的正常工作,會干擾通信數(shù)據(jù)的正常傳遞,雖然對人體的傷害尚無定論,但是普遍認為對人體不利。
所以很多國家和地區(qū)對電器的電磁干擾程度有嚴格的規(guī)定。當然電源也不例外的,所以我們有理由好好了解EMI以及其抑制方法。
下面結合一些專家的文獻來描述EMI.
首先EMI 有三個基本面
就是
噪音源:發(fā)射干擾的源頭。 耦合途徑:傳播干擾的載體。 接收器:被干擾的對象。
缺少一樣,電磁干擾就不成立了。所以,降低電磁干擾的危害,也有三種辦法:
1. 從源頭抑制干擾。
2.切斷傳播途徑
3.增強抵抗力,這個就是所謂的EMC(電磁兼容)
先解釋幾個名詞:
傳導干擾:也就是噪音通過導線傳遞的方式。
輻射干擾:也就是噪音通過空間輻射的方式傳遞。
差模干擾:由于電路中的自身電勢差,電流所產成的干擾,比如火線和零線,正極和負極。
共模干擾:由于電路和大地之間的電勢差,電流所產生的干擾。
通常我們去實驗室測試的項目:
傳導發(fā)射:測試你的電源通過傳導發(fā)射出去的干擾是否合格。
輻射發(fā)射:測試你的電源通過輻射發(fā)射出去的干擾是否合格。
傳導抗擾:在具有傳導干擾的環(huán)境中,你的電源能否正常工作。
輻射抗擾:在具有輻射干擾的環(huán)境中,你的電源能否正常工作。
首先來看,噪音的源頭:
任何周期性的電壓和電流都能通過傅立葉分解的方法,分解為各種頻率的正弦波。
所以在測試干擾的時候,需要測試各種頻率下的噪音強度。
那么在開關電源中,這些噪音的來源是什么呢?
開關電源中,由于開關器件在周期性的開合,所以,電路中的電流和電壓也是周期性的在變化。那么那些變化的電流和電壓,就是噪音的真正源頭。
那么有人可能會問,我的開關頻率是100KHz的,但是為什么測試出來的噪音,從幾百K到幾百M都有呢?
我們把同等有效值,同等頻率的各種波形做快速傅立葉分析:
藍色: 正弦波
綠色: 三角波
紅色: 方波
可以看到,正弦波只有基波分量,但是三角波和方波含有高次諧波,諧波最大的是方波。
也就是說如果電流或者電壓波形,是非正弦波的信號,都能分解出高次諧波。
那么如果同樣的方波,但是上升下降時間不同,會怎樣呢。
同樣是100KHz的方波
紅色:上升下降時間都為100ns
綠色:上升下降時間都為500ns
可以看到紅色的高次諧波明顯大于綠色。
我們繼續(xù)分析下面兩種波形,
A: 有嚴重高頻震蕩的方波, 比如MOS,二極管上的電壓波形。
B:用吸收電路,把方波的高頻振蕩吸收一下。
分別做快速傅立葉分析:
評論