DC-DC轉換器的電磁兼容技術(shù)淺談
·阻抗失配。
源內阻是高阻(低阻)的,則濾波器輸入阻抗就應該是低阻(高阻)的;負載是高阻(低阻)的,則濾波器輸出阻抗就應該是低阻(高阻)的;這里的阻抗失配是相對要抑制的干擾頻率而言,對正常工作的信號頻率應該阻抗匹配。
·CM和DM同時(shí)抑制。
由于DC-DC轉換器的工作頻率基本都在幾百KHz,根據以往各型號產(chǎn)品的EMC檢測試驗經(jīng)驗,一般情況下DC-DC轉換器的EMI超標頻段都會(huì )覆蓋0.1_1MHz頻段的一部分或全部范圍。根據圖1所示的分布原理,我們通常要采取有重點(diǎn)地對CM和DM同時(shí)抑制的原則。
印制電路板的EMC設計
由于PCB更改與相應的傳導、輻射騷擾的測試較為復雜,且在時(shí)間和成本上也存在困難,因此進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的PCB對EMC影響的試驗較為困難,這里只能根據一般原理以及多年從事電源設計所積累的經(jīng)驗給出DC-DC轉換器PCB設計時(shí)需要注意的地方(主要針對降低DC-DC轉換器對外的 EMI)。
·設計PCB時(shí)首先考慮好布局,特別是變壓器和輸出濾波電感的合理放置。強脈沖信號線(xiàn)(dv/dt大)的走線(xiàn)要盡量短,它們是典型的發(fā)射天線(xiàn);導線(xiàn)不要突然拐角。
·合理放置原邊開(kāi)關(guān)管、輸入濾波電容、濾波電感,使得濾波電容、變壓器原邊繞組、開(kāi)關(guān)管構成的回路面積盡量減小,DC-DC轉換器中專(zhuān)門(mén)有完整地層,其余信號線(xiàn)、功率線(xiàn)均在其它層上走線(xiàn),使環(huán)路面積最??;合理擺放副邊整流濾波電路。
·開(kāi)關(guān)管和整流管上如有較強高頻尖刺,應當就近布置吸收電路。
·注意控制電路和功率電路的單點(diǎn)接地,同時(shí)在靠近脈沖電路負載的部位如PWM芯片VCC引腳添加去耦電容。
·所有的功率器件,當與散熱器絕緣連接時(shí),其管芯均與散熱器間存在分布電容,適當的分離不同級間的散熱器連接方式,可以有效的減小兩級電路間的容性耦合,減小電磁干擾,多層板式結構優(yōu)于鋁基板式結構就是這個(gè)原因。
實(shí)踐證明,上述印制電路板EMC設計,對開(kāi)關(guān)DC-DC轉換器的EMC性能有較大的影響。在印制板設計階段,工程技術(shù)人員由于缺乏有效的手段,往往只能采用試探方法,一旦開(kāi)關(guān)DC-DC轉換器不能通過(guò)有關(guān)EMC標準,就需要重新設計印制板。往往為此付出沉重的代價(jià)。
結語(yǔ)
本文對DC-DC轉換器的EMC設計進(jìn)行了簡(jiǎn)單的歸納和分析,從五個(gè)方面討論了DC-DC轉換器的EMC設計問(wèn)題。DC-DC轉換器EMC設計的關(guān)鍵是要弄清楚轉換器中EMI產(chǎn)生的機理,有針對性地進(jìn)行抑制和消除。
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