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基于L4891B設計的APFC電路設計
作者：
時(shí)間：2010-11-19
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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3 如何提高電磁兼容性
電磁兼容性是指在同一電磁環(huán)境中，設備能夠不因為其他設備的影響正常工作，同時(shí)也不對其他設備產(chǎn)生影響工作的干擾。正基于此，干擾造成的原因有內外2種，內部干擾主要是主電路開(kāi)關(guān)過(guò)程對控制電路及外部電路造成的影響，外部干擾是電網(wǎng)的紋波和周?chē)秒娫O備對Boost PFC造成的干擾。針對干擾產(chǎn)生的3要素即干擾源、耦合途徑和敏感的接收設備，采用了以下措施：
(1)合理的布局和布線(xiàn)。干擾強度是隨著(zhù)導線(xiàn)和干擾源距離的平方而減小。所以，在電路元件的布局和布線(xiàn)上，盡量使交流輸入和直流輸出分開(kāi)并遠離。布線(xiàn)要嚴格分開(kāi)，簡(jiǎn)化電流通路的途徑，減少相互交叉干擾。
(2)主電路和控制電路本身抗干擾措施。在主電路方面，單相整流橋輸入和輸出端都應接高頻電容，以阻斷電網(wǎng)的高頻干擾?？刂齐娐沸酒膮⒖蓟鶞孰妷阂€定，也應接一個(gè)高頻去耦電容到地。
此外，振蕩器定時(shí)電容到地的引線(xiàn)要盡可能短。開(kāi)關(guān)管的驅動(dòng)輸入端到控制芯片的輸出連線(xiàn)要盡可能短，以減小外界的雜散干擾。盡可能減小IGBT和FRD二極管連線(xiàn)的阻抗，即減小長(cháng)度，增加寬度。還有，IGBT與平滑電容之間的配線(xiàn)距離盡可能短。整個(gè)系統的強電部分要遵循進(jìn)出有序的原則，不能來(lái)回走線(xiàn)。 Boost PFC控制器的輸出電容也要并聯(lián)一個(gè)小的高壓電容，濾除高頻雜波。還有要減少芯片供電電源的干擾，例如可在電源輸出端接一高頻去耦電容到地，這樣就可以提高供電電源的品質(zhì)。降低外界干擾和內部的相互影響，提高系統的電磁兼容性設計水平。
使用L4981B的這種平均電流的升壓型模式制作的功率因數校正電路，輸入電流連續。并且在BoostPFC開(kāi)關(guān)瞬間輸入電流小，這本身就易于電磁干擾濾波。
原則1：減少PFC電路自身產(chǎn)生的干擾控制開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)速度(dv／dt)；減小高di／dt通路的寄生電感，避免電路中產(chǎn)生不必要的諧振；降低開(kāi)關(guān)頻率。
原則2：盡量阻止干擾傳遞到外界減少高dv／dt節點(diǎn)(例如：IGBT的集電極)與外界的電容耦合；減小高di／dt通路形成的回路面積，避免天線(xiàn)效應；增加電源輸入端的濾波。
散熱片的接法：散熱片盡量與地斷開(kāi)，APFC的散熱片應該和APFC電路的冷點(diǎn)之間有低阻抗的交流通路，該通路可以通過(guò)直接連接或者串聯(lián)一個(gè)幾nF的Y電容。Y電容的取值應考慮電路中dv／dt器件與散熱片之間的寄生電容，如果電Y電容比寄生電容大n倍，通過(guò)散熱片耦合到外界的共模干擾也將減小n倍。
APFC電感對電磁兼容的影響：在電感與開(kāi)關(guān)管相連一端的導線(xiàn)，應盡量靠近PFC電路的地方，串聯(lián)1個(gè)磁環(huán)；盡量使用環(huán)形的電感材料以減少漏磁。
控制芯片L4981B所特有的頻率抖動(dòng)的調制方式，使得原本單一的開(kāi)關(guān)信號頻率在某個(gè)范圍抖動(dòng)，形成連續的頻譜，最終降低頻譜峰值，減小電磁干擾。
開(kāi)關(guān)頻率抖動(dòng)控制方法通過(guò)調整抖動(dòng)開(kāi)關(guān)頻率，把集中在開(kāi)關(guān)頻率及其諧波上的能量分散到它們周?chē)淖冾l帶上(見(jiàn)圖3)，由此降低各個(gè)頻點(diǎn)上的電磁干擾幅值，以達到低于電磁干擾標準規定的限值。
這種方法雖然不能使總的干擾能量降低，但它把干擾能量分散到較寬的頻帶，從而使Boost PFC更容易達到低于電磁干擾標準規定的限值。
從實(shí)際意義上講，干擾能量被分散在一定頻帶帶寬內，與能量集中的點(diǎn)頻脈沖干擾相比，電磁干擾對環(huán)境的危害有所降低。頻率抖動(dòng)控制在改變頻率的同時(shí)，不會(huì )對占空比產(chǎn)生影響，也就不會(huì )影響輸出電壓。
試驗表明，頻率抖動(dòng)控制通過(guò)把集中在開(kāi)關(guān)頻率及其倍數頻率點(diǎn)上的干擾能量分散到其附近的頻帶上，使得最大干擾幅值及其他諧波點(diǎn)幅值都得到明顯降低；同時(shí)該控制方法保持輸出電壓不變，對輸出電壓的電磁干擾也同樣起到了抑制作用。
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