降低開關(guān)電源EMI,需要從噪聲源和傳播路徑入手。首先,對(duì)于噪聲源,可以通過加吸收電路,減小di/dt和dv/dt來降低其EMI水平,但是這樣一來,開關(guān)電源的效率將功率電感器廠會(huì)受到影響,需要對(duì)這兩者進(jìn)行一定的取舍。
然后是對(duì)傳播路徑進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)的目的是要使傳播路徑對(duì)于干擾的阻抗增大,阻斷其向接收器的傳播,而對(duì)于電網(wǎng)提供的功率,阻抗要小,從而增加開關(guān)電源的工作效率。
選取元件時(shí)需要盡量選取寄生參數(shù)影響小的元件,比如電容的ESR和ESL要盡量小,功率電感的寄生電容要小等。在PC功率電感生產(chǎn)廠B以及散熱片的位置等設(shè)計(jì)過程中,也要盡可能增大對(duì)干擾傳播路徑的阻抗,使噪聲盡可能少的通過PCB路徑傳導(dǎo)到接收器。
如果以上所有降低EMI的一體電感器生產(chǎn)廠措施都完成了還沒有達(dá)到EMC的標(biāo)準(zhǔn),就可以根據(jù)前面仿真分析得到的差模和共模干擾的波形對(duì)濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)濾波器的時(shí)候,也同樣要注意元件的布局,還有PCB寄生參數(shù)對(duì)濾波器阻抗的影響,其本質(zhì)也是增大對(duì)干擾的阻抗,使干擾無法通過傳播路徑。開關(guān)電源設(shè)計(jì)流程如圖5所示。
圖5 開關(guān)電源設(shè)計(jì)流程
6 結(jié)論
綜上所述,目前對(duì)于開關(guān)電源傳導(dǎo)干擾的預(yù)測(cè)方法有時(shí)域方法和頻域方法兩種,由于時(shí)域方法需要使用很小的計(jì)算步長,需要花費(fèi)很長的計(jì)算時(shí)間,容易出現(xiàn)仿真結(jié)果不收斂的問題。同時(shí),時(shí)域仿真得到的結(jié)果往往不能清晰地分析電路中各個(gè)變量對(duì)干擾的影響。而頻域仿真物理意義清晰,更容易判斷各參數(shù)對(duì)EMI的影響,能夠?yàn)榻档虴MI提供有力依據(jù),關(guān)鍵問題是建立合理的干擾源和傳播途徑的頻域模型。
對(duì)于PCB寄生參數(shù)的提取,有很多軟件,這些軟件適合的領(lǐng)域不盡相同,可以根據(jù)任務(wù)需求進(jìn)行選擇。
對(duì)于高頻等效電路模型,可以通過電路分析的方法忽略一些對(duì)EMI影響很小的互感、互容等因素,既減少計(jì)算量,又不會(huì)降低過多的計(jì)算精度。
降低EMI的主要方法就是使傳播路徑對(duì)電磁干擾的阻抗增大,使電磁干擾盡可能少的通過傳播路徑,對(duì)于濾波器設(shè)計(jì)可以分別根據(jù)DM 噪聲和CM 噪聲的仿真結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì),并且需要特別注意濾波器的元件布局,好的布局能夠更好地抑制噪聲的傳播。