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电源适配器抗电磁干扰以及在设计中需要注意的问题

作者:www.itxpower.net              2016年05月16日          网站:www.itxpower.net


    电源适配器的电磁兼容是指在规定的电磁环境电平情况下,不受电磁干扰而降低其性能以及其指标.同时它们本身产生的电磁辐射不大于规定的极限电平,比对其他电子设备不产生影响.使电源适配器本身与其他电子设备和谐共处,并相互之间互不干扰,共同工作.国家标准在电磁兼容术语中对电磁兼容的定义是:设备或系统在其电磁环境中能正常工作并且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰能力.

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    对于电源适配器在电磁兼容方面主要是产生超过规定限度的电磁干扰,具有抵抗一定电磁干扰的能力,即它应不会受到处于同一电磁环境中的其他电子设备或电子系统发射的干扰而产生不允许的工作性能下降的现象.下面来讲解下电源适配器的电磁兼容的解决方式.

   减少电源适配器本身对外部以及其他电子设备的干扰,利用开关频率调制技术的调制开关频率,把集中在调制开关频率及其谐波上的能量分散到它们周围的频带上,以降低各个频点上的EMI幅值.选用不易产生噪声,不易传导和辐射噪声的电子元器件.特别是反向恢复电流小,恢复时间短的快速恢复二极管是开关电源高频整流部分的理想器件,以及优秀的变压器等绕组类元器件的选用.欲削弱传导干扰,最有效的方法还有就是在开关电源输入和输出电路中加装电磁干扰滤波器.电源适配器的单级EMI滤波器,主要包括共模扼流圈和滤波电容,EMI滤波器能有效抑制开关电源适配器的电磁干扰.采用软开关启动技术,在原有的硬开关电路中增加电感和电容元件,利用电容和电感的谐振,降低开关过程中的du/dt和di/dt,使开关器件开通时电压的下降先于电流的上升的时序,或关断时电流的下降先于电压的上升的时序,来消除电压和电流的重叠.合理使用电磁干扰滤波器,EMI滤波器的主要目的之一,电网噪声是电磁干扰的一种,它属于射频干扰,其传导噪声的频谱大致为10KHz~30MHz,最高可达150MHz.在一般情况下,差模干扰幅度小频率低,所造成的干扰较小,共模干扰幅度大,频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大.

   切断干扰信号的传播途径减少电磁干扰的影响,减弱电磁干扰的信号.电源适配器对于AC和DC线材的干扰信号的引入可以采取滤波器滤除,电源适配器的EMI滤波器对于AC和DC线材上差模和共模干扰都有较强的抑制和消弱的作用.电源适配器的PCB板的电磁兼容性也是尤为重要.PCB板是电源适配器的电路元件和器件连接最为重要的部分,所有的部分都是靠PCB板来进行连接.PCB以及元器件布局设计的好坏对电源适配器的电磁兼容性影响很大.所以在设计之初把PCB的抗干扰设计好,后面也可减少不必要的动作.PCB抗干扰设计主要包括PCB布局,布线及接地,以及元器件布局.它的作用在于减小PCB的电磁辐射和PCB上电路之间的串扰.另外需要注意的是一般变压器电磁干扰引发的交流声频率一般为50HZ左右,而地线布线不当导致的交流声,由于整流电路的倍频作用频率约为100HZ,仔细区分还是可以察觉的。因此,在设计印刷电路板的时候,应留意采用正确的方法,遵守PCB设计的一般原则,并应符合抗干扰的设计要求.

   增强受干扰体的抗干扰能力,电源适配器的输入和输出也是干扰源的传导线,也是接收射频干扰信号的拾检源,我们设计时一般要采取有效的措施,采用必要的共模和差模抑制电路,同时也要采取一定的滤波和防电磁屏蔽措施以减小干扰的进进,在条件许可的情况下尽可能采取各种隔离措施,从而阻断干扰的传播.防雷击设计和雷击保护电路也是其重要的部分,常用的防雷击器件有,气体放电管,TVS(Transient Voltage Suppression)等.


   简单的说就是.任何电子设备或电子系统不因自身的寄生发生或电磁泄露而影响附近的其他电子设备,或电子干扰系统的正常运行或形成电子污染,同时又能在一定工作条件下保持正常工作,就被认为具有电磁兼容能力.电磁兼容是任何电子产品都需要达到的最基本标准,更是生产厂家对用户的最基本保障.

 





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