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电源模块EMC规划

众所周知,EMC是指电磁兼容测试,指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰,也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。隔离电源模块的EMC测试包含EMI(电磁干扰)测试和EMS(电磁抗扰度)测试两项

  众所周知,EMC是指电磁兼容测验,指设备所发生的电磁能量既不对其它设备发生搅扰,也不受其他设备的电磁能量搅扰的才能。阻隔电源模块的EMC测验包含EMI(电磁搅扰)测验和EMS(电磁抗扰度)测验两项,那么怎么确保电源模块的EMC功能呢?这儿将为我们揭晓。

  1、EMC简介

  EMI电磁搅扰指被测设备对周围设备发生搅扰的才能,首要包含传导打扰CE、 辐射打扰RE。电源模块的EMS电磁抗扰度指由于在正常运行时,设备或体系能接受相应标准规则规模内的电磁能量搅扰,依据国标依据国标GB/T 16821-2007 《通讯用电源设备通用实验办法》中规则电源模块测验首要包含群脉冲抗扰度(EFT)、浪涌抗扰度(SURGE)、静电放电抗扰、辐射抗扰度等项目。

  EMC的发生有必要具有的三要素,搅扰源、传输介质以及灵敏设备,如下图1所示。三者缺一个都构不成EMC问题,那么电源模块的规划中仅需针对其间一个方面进行整改即可完成EMC防护,例如从搅扰源进行铲除、改进传输介质防止搅扰传递或将灵敏设备远离搅扰源等办法。

    

  图1 EMC三要素

  2、EMC搅扰防护榜首式——电路规划

  高功率密度、高转化功率的电源模块一般都是开关电源,在开关管注册、关断时,电压和电流都会被斩波,形成较大瞬态改变(di/dt、dv/dt),所以电源模块不管其运用什么样的拓扑结构,只要是开关电源,其都会发生必定程度的EMC搅扰如图2所示。

    

  图2 开关电源常见拓扑与斩波

  电源模块的EMC功能可经过优化本身拓扑结构和标准PCB规划进行提高。例如:

  l电路规划中,以先维护后滤波为准则,维护器材应放置在离产品的静电导进口最近的当地;

  l拓扑规划中,挑选接连导通形式(CCM)的拓扑,例如Boost、全桥、推挽等拓扑;

  l在电路防护方面,开关管主张加RC吸收电路和RCD吸收电路,且接近开关管放置,然后下降尖峰电压,在EMC传输途径上运用π型滤波和全波整流电路等滤波电路,详细可参阅图3;

  lPCB规划中,尽可能地大面积铺地,而且尽量减小对地平面的切割,减小回路面积,然后下降搅扰。防止呈现大面积孤立铜区,大面积孤立铜区会因电磁等原因影响模块的牢靠性;削减布线的长度,然后减小动态节点处电感,防止发生较强的电磁场。

    

  图3 电源模块EMC优化拓扑

  3、EMC搅扰防护第二式——器材挑选

  电源模块的元器材挑选会直接的影响模块的全体功能,接下来将为我们从电源芯片、高频变压器、场效应管以及共模电感等方面介绍,详细如下所示。

  l高频变压器:应确保直流损耗低、沟通损耗低,漏感小,而且需求杰出的绕组布局让绕组之间有杰出的屏蔽,然后使开关电源作业时,在漏极发生的尖峰尽可能的小;

  l场效应管:重视其导通电阻和低栅极电荷两项参数,这两项即影响模块的EMC功能也影响全体的功率,所以要做好两者的平衡;

  l共模电感:与其他无源器材相同,重视其电参数,例如额外电压、额外电流、电感量以及漏感等参数

  l滤波%&&&&&%:应用于输入端进行滤波;应用于输出端吸收开关频率及高次谐波电流重量,需求趋势是小型大容量化、高频低阻抗化以及高耐压;

  l压敏电阻:要求最大直流作业电压大于电源及信号线直流作业电压。

    

  图4 电源模块部分元器材

  4、EMC搅扰防护第三式——外围维护

  电源模块作为模块类产品,关于体积的要求较高,假如仅要依托电源模块内部的规划满意要求,则产品的体积会十分之大,成本会十分贵重,由于吸收EMS的电子元器材的体积都很大,所以高等级的EMC搅扰防护只能经过外围电路规划来满意体系的EMS要求。

  依据国标GB/T 16821-2007 《通讯用电源设备通用实验办法》中规则,传导打扰(CE)的波形大体是分为三种成份组成,分别是低频(150KHz~0.5MHz)、中频(0.5MHz~5MHz)以及高频(5MHz~30MHz)。而针对不同状况则需求不同的外围电路进行处理。

  低频:归于差模打扰,运用差模滤波电路处理;

  中频:一起有差模和共模打扰,由共模滤波电路和差模滤波电路一起处理;

  高频:归于共模打扰,运用差模滤波电路处理。

  电源线中往往一起存在共模和差模搅扰,因而电源EMI滤波器是由共模滤波电路和差模滤波电路归纳构成,如图5所示。

    

  图5 电源模块EMC外围引荐电路

  5、EMC搅扰防护第四式——优质的电源模块

  关于自主建立的电源模块,不只研制周期较长和出产成本较高,且产品的一致性与牢靠性均难以确保,此刻能够选用一款优质的电源模块进行产品规划。

  ZLG致远电子自主研制、出产的阻隔电源模块,具有宽输入电压规模,阻隔1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列,封装形式多样,兼容国际标准的SIP、DIP等封装。一起致远电子为确保电源产品功能建设了行业界一流的测验实验室,装备最先进、完全的测验设备,全系列阻隔DC-DC电源经过完好的EMC测验,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可应用于绝大部分杂乱恶劣的工业现场,为用户供给安稳、牢靠的电源阻隔处理方案。

    

 

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