通信開(kāi)關(guān)電源的EMI-EMC設計

如圖3所示，當開(kāi)關(guān)管轉為“開(kāi)”時(shí)，儲能電容Cs的能量由AC電網(wǎng)和整流橋提供，他被開(kāi)關(guān)管變換器的快速開(kāi)關(guān)頻率所變換，并通過(guò)變壓器形成脈沖電流IL，他具有非常豐富的開(kāi)關(guān)頻率諧波。儲能電容不是一個(gè)純電容，他有串聯(lián)電阻和電感。當整流橋處開(kāi)關(guān)管“開(kāi)”時(shí)，在A(yíng)C電網(wǎng)端，IL會(huì )產(chǎn)生一個(gè)由電容的 L，R，C所呈現的阻抗電壓，這就是開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生差模發(fā)射源的原理。差模電流Idm和信號電流IL沿著(zhù)導線(xiàn)、變壓器初級、開(kāi)關(guān)管組成的回路流通。

開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性設計
　　
電磁兼容性(ElectromagneticCompatibility，EMC)是指在有限的空間、時(shí)間和頻譜范圍內，各種電氣設備共存而不引起性能的下降。形成電磁干擾的三要素是干擾源、傳播途徑和受擾設備，因而，抑制電磁干擾也應該從這3個(gè)方面著(zhù)手。首先應該抑制干擾源，直接消除干擾原因；其次是消除干擾源和受擾設備之間的耦合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑；第三是提高受擾設備的抗擾能力，降低其對噪聲的敏感度。目前抑制開(kāi)關(guān)電源EMI的幾種措施基本上都是用切斷電磁干擾源和受擾設備之間的耦合通道，常用的方法是屏蔽和濾波，他們的確是行之有效的辦法。

無(wú)源補償濾波技術(shù)

濾波是抑制傳導干擾的一種很好的辦法。在電源輸入端接上濾波器，即可以抑制開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生并向電網(wǎng)反饋的干擾，也可以抑制來(lái)自電網(wǎng)的噪聲對電源本身的侵害。開(kāi)關(guān)電源的工作頻率一般在10～130kHz，對開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻段EMI信號，只要選擇相應的去耦電路或網(wǎng)絡(luò )結構較為簡(jiǎn)單的EMI濾波器，就能達到理想的濾波效果。干擾抑制電路如圖4所示，CX1和CX2叫做差模電容，L1叫做共模電感，CY1和CY2叫做共模電容。電阻R用于消除可能在濾波器中出現的靜電積累。IEC-380安全技術(shù)條件標準的8.8部分指出，若CX>0.1μF則R=t／2.2C(t=1s，C=2CXμF)。
　　
由這些集中參數元件構成無(wú)源低通網(wǎng)絡(luò )，抑制開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的向電網(wǎng)反饋的傳導干擾，同時(shí)抑制來(lái)自電網(wǎng)的噪聲對開(kāi)關(guān)電源本身的侵害，為了使通過(guò)濾波電容C流入地的漏電流維持在安全范圍內，CX=0.1～0.2μF，CY的值一般適合取在0.1～0.33μF之間，不宜過(guò)大，相應的扼流線(xiàn)圈L應選大些，一般適合取在0.5μH～8mH之間，這樣既符合安全要求，又能抑制電磁干擾。
　　
共模電感L1是在同一個(gè)磁環(huán)上由繞向相反、匝數相同的兩個(gè)繞組構成。使濾波器接入電路后，兩只線(xiàn)圈內電流產(chǎn)生的磁通在磁環(huán)內相互抵消，不會(huì )使磁環(huán)達到磁飽和狀態(tài)，從而使兩只線(xiàn)圈的電感值保持不變。通常使用環(huán)形磁芯，漏磁小，效率高。但是繞線(xiàn)困難，如磁環(huán)的材料不可能做到絕對均勻，兩個(gè)線(xiàn)圈的繞制也不可能完全對稱(chēng)等，使得兩個(gè)繞組的電感量是不相等的，于是，形成差模電感。所以，一般電路中不必再設置獨立的差模電感了。共模電感的差值電感與電容CX1及CX2 構成了一個(gè)Ⅱ型濾波器。這種濾波器對差模干擾有較好的衰減。除了共模電感以外，圖4中的電容CY1及CY2也是用來(lái)濾除共模干擾的。共模濾波的衰減在低頻時(shí)主要由電感器起作用，而在高頻時(shí)大部分由電容CY1及CY2起作用。電容CY的選擇要根據實(shí)際情況來(lái)定，由于電容CY接于電源線(xiàn)和地線(xiàn)之間，承受的電壓比較高，所以，需要有高耐壓、低漏電流特性。