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      3年經驗!原邊反饋開關電源EMC設計

      2014-06-12 09:11 來源:電子信息網 作者:鈴鐺

      原邊反饋作為一種新型的AC-DC控制技術與傳統的結構相比省去部分元器件,從而節省更多系統版上的空間,不僅降低了成本也為更多新功能的拓展創造了空間。但是由于元器件和電路相鄰的較近,所以對EMC和EMI的要求就異常嚴格,器件工作中相互產生的干擾很有可能導致癱瘓。EMC的作用就是減少傳輸線的突變和不連續的地方,并避免產生電磁輻射,這點對設計來說至關重要。

      EMC滲透到電子設計的方方面面,今天我們就PSR原邊反饋開關電源來談談其中的EMC設計。想要做好設計,首先先要從電路板說起,讓我們先談談PCB LAYOUT的注意點。眾所周知,EMC對地線走線要求比較嚴格,在PSR當中的初級地線,可以分為4個地線。

      這4個地線需采用“一點接地”的布局。

      1. C8的地線為電源輸入第。

      2. R5的地為功率地。

      3. C2的地為小信號地。

      4. 變壓器PIN3的地為屏蔽地。

      這4個地的交接點為C8的負端,即輸入電壓經整流橋后過C1到C8地,R5和變壓器PIN3的地分別采用單獨連線直接引致C8負端相連,連線盡量短;R5地線因考慮到壓降和干擾應盡量寬些。C5,R10,U1 PIN7和PIN8地線匯集致C2負端再連接于C8負端。如果為雙面板,以上4條地線盡量不要采用過孔連接,不得以可以采用多個過孔陣列以減小過孔壓降。

      如果在底線布局的比較妥當,那么產品的共模干擾就會非常小。因PSR線路負載時工作在PFM狀態下的DCM模式,DI/DT的增大和頻率的提升,所以較難處理的是傳導150K~5M差模干擾。就依圖從左到右針對有影響EMC的元件進行逐個分析。

      1. 保險絲

      將保險絲換用保險電阻理論上來講對產品效率是有負面影響的,但實際表現并不明顯,所以保險絲可以采用10/1W的保險電阻來降低150K附近的差模干擾,對通過5級能耗并無太大影響,且成本也有所降低。

      2. C1,L2,C8

      PSR工作在DCM模式,相對而言其輸入峰值電流會大很多,所以輸入濾波很重要。峰值電流的增大會導致低壓輸入時母線電壓較低,且C8的溫升也會增加;為了提高母線電壓和降低C8的溫升,需提高C1的容量和使用LOW ESR的C1和C8。因為提高C1的容量后,C1和C8的工作電壓會上升,在輸出功率不變的情況下,輸入的峰值電流就會降低。因L2的作用,實際表現為增加C1的容量比增加C8的容量抑制EMC會更有效。

      一般取C1為6.8uF,C8為4.7uF效果較好,若受空間限制,采用8.2u與3.3u也比采用2個2.7u的EMC抑制效果好。L2一般從成本考慮采用色環電感,因色環電感的功率有限,電感量太大會嚴重影響效率,一般取330u~2mH,2mH是效率影響開始變得明顯,330u對差模干擾的作用不夠分量,為了使效率影響最低且對差模干擾抑制較佳,建議采用1mH。

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      開關電源 EMC 原邊反饋

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