開關電源電路抗干擾技術幾點解析

2021-08-09 22:55:13 字數 1888 閱讀 7884

抑制開關電源電磁干擾的有效方法是遮蔽。即用導電良好的材料對電場進行遮蔽,用導磁率高的材料對磁場進行遮蔽。用電磁遮蔽的方法解決emi問題的好處是不會影響電路的正常工作。遮蔽技術可分為對發出電磁波部位的遮蔽和易受電磁波影響的元器件的遮蔽。在開關電源中,可發出電磁波的元器件是指變壓器、電感器、功率器件等,通常在其周圍採用銅板或鐵板作為遮蔽,使其電磁波產生衰減。對抗電磁波較弱的元器件,

1.遮蔽技術。

抑制開關電源電磁干擾的有效方法是遮蔽。即用導電良好的材料對電場進行遮蔽,用導磁率高的材料對磁場進行遮蔽。用電磁遮蔽的方法解決emi問題的好處是不會影響電路的正常工作。遮蔽技術可分為對發出電磁波部位的遮蔽和易受電磁波影響的元器件的遮蔽。在開關電源中,可發出電磁波的元器件是指變壓器、電感器、功率器件等,通常在其周圍採用銅板或鐵板作為遮蔽,使其電磁波產生衰減。對抗電磁波較弱的元器件,必要的情況下也應採取相應的遮蔽措施。

2.接地技術。

(1)接地。接地技術是開關電源抗干擾技術和電磁相容技術的重要內容之一。不正確的工作接地反而會增加干擾。比如共地線干擾、地環路干擾等。為防止各種電路在工作中產生互相干擾,使之能相互相容地工作,根據電路的性質,將工作接地分為不同的種類。

(2)交流地與直流地分開。一般交流電源的零線是接地的。但由於存在接地電阻和其上流過的電流,導致電源的零線電位並非為大地的零電位。另外,交流電源的零線上往往存在很多干擾如果交流電源地與直流電源地不分開,將對直流電源和後續的直流電路正常工作產生影響。因此,在開關電源中採用把交流電源地與直流電源地分開的浮地技術,可以隔離來自交流電源地線的干擾。

(3)模擬地與數字地分開。隨著數字開關電源的開發,為了抑制對數字晶元的干擾,數字晶元與模擬電路必須進行隔離。在數字開關電源中,常用脈衝變壓器和線性光電耦合器進行數位電路與模擬電路訊號的隔離,以提高整個電路的電磁相容性。

(4)功率地與弱電地分開。功率地是負載電路或功率驅動電路的零電位的公共基準地線。由於負載電路或功率驅動電路的電流較強、電壓較高,所以功率地線上的干擾較大。因此功率地必須與其他弱電地分別設定,以保證整個系統穩定可靠的工作。

3.印製電路板的抗干擾設計。

(1)元器件的布局。為了減少雜訊的產生和防止由於雜訊所引起的誤動作, 在進行元器件的布局時,應該注意以下幾點:①應該根據印製板的安裝方式,把易發熱的元器件如穩壓器、功率開關器件、變壓器等安裝在印製板的上方部位, 以利於散熱;熱敏元件應遠離發熱元件。②應盡量將相互關聯的元器件擺放在起以避免因器件離得太遠而造成印製線過長所帶來的干擾。③易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量遠離;脈衝電流流過的區域遠離輸入輸出端子,使雜訊源與出口分離。④應將輸入訊號和輸出訊號盡量放置在引線埠附近,以避免因耦合路徑而產生的干擾。

(2)印製板佈線抗干擾的措施。印製電路板的抗干擾設計不僅與布局有關,而且與佈線也有相當大的關係。開關電源pcb抗干擾設計佈線的原則:①根據印製線路板電流的大小,盡量加粗電源線、接地線寬度,減少環路阻抗;同時使電源線、地線的走向和資料傳遞的方向一致,這樣有助於增強抗雜訊能力;在裝配密度很高的印製電路板時,多採用多層板,可使印製導線的直流電阻r和自感l減小,從而減小印製導線的特性阻抗;在雙面板設計中,除盡量加粗電源線和地線的線條外,還應該在電源線和地線之間留出一定的空間,以便安裝高頻特性好的去耦電容。②控制迴路與輸出迴路分開,採用單點接地方式,大面積接地容易引出天線作用,建議不要採用大面積接地方式。③相鄰電路之間不應該有過長的平行線,走線盡量避免平行。如果在設計印製電路板時平行走線無法避免,可在兩條平行的訊號線之間加一條地線,以起遮蔽作用。盡量拉開兩條平行的訊號線之間的距離,以降低兩線之間電磁場的影響,使兩條平行的訊號線上流過的電流方向相反。④電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。

由於開關電源在體積、重量和效率等方面的優點,已廣泛應用於各個領域。但電磁干擾對電子和電氣裝置的工作有較大影響。可以採取多種手段抑制干擾,有效地提高開關電源的電磁相容性,使其得到更廣泛的應用。

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