3年经验!原边反馈开关电源EMC设计

2014-06-12 09:11 来源:电子信息网 作者:铃铛

原边反馈作为一种新型的AC-DC控制技术与传统的结构相比省去部分元器件,从而节省更多系统版上的空间,不仅降低了成本也为更多新功能的拓展创造了空间。但是由于元器件和电路相邻的较近,所以对EMC和EMI的要求就异常严格,器件工作中相互产生的干扰很有可能导致瘫痪。EMC的作用就是减少传输线的突变和不连续的地方,并避免产生电磁辐射,这点对设计来说至关重要。

EMC渗透到电子设计的方方面面,今天我们就PSR原边反馈开关电源来谈谈其中的EMC设计。想要做好设计,首先先要从电路板说起,让我们先谈谈PCB LAYOUT的注意点。众所周知,EMC对地线走线要求比较严格,在PSR当中的初级地线,可以分为4个地线。

这4个地线需采用“一点接地”的布局。

1. C8的地线为电源输入第。

2. R5的地为功率地。

3. C2的地为小信号地。

4. 变压器PIN3的地为屏蔽地。

这4个地的交接点为C8的负端,即输入电压经整流桥后过C1到C8地,R5和变压器PIN3的地分别采用单独连线直接引致C8负端相连,连线尽量短;R5地线因考虑到压降和干扰应尽量宽些。C5,R10,U1 PIN7和PIN8地线汇集致C2负端再连接于C8负端。如果为双面板,以上4条地线尽量不要采用过孔连接,不得以可以采用多个过孔阵列以减小过孔压降。

如果在底线布局的比较妥当,那么产品的共模干扰就会非常小。因PSR线路负载时工作在PFM状态下的DCM模式,DI/DT的增大和频率的提升,所以较难处理的是传导150K~5M差模干扰。就依图从左到右针对有影响EMC的元件进行逐个分析。

1. 保险丝

将保险丝换用保险电阻理论上来讲对产品效率是有负面影响的,但实际表现并不明显,所以保险丝可以采用10/1W的保险电阻来降低150K附近的差模干扰,对通过5级能耗并无太大影响,且成本也有所降低。

2. C1,L2,C8

PSR工作在DCM模式,相对而言其输入峰值电流会大很多,所以输入滤波很重要。峰值电流的增大会导致低压输入时母线电压较低,且C8的温升也会增加;为了提高母线电压和降低C8的温升,需提高C1的容量和使用LOW ESR的C1和C8。因为提高C1的容量后,C1和C8的工作电压会上升,在输出功率不变的情况下,输入的峰值电流就会降低。因L2的作用,实际表现为增加C1的容量比增加C8的容量抑制EMC会更有效。

一般取C1为6.8uF,C8为4.7uF效果较好,若受空间限制,采用8.2u与3.3u也比采用2个2.7u的EMC抑制效果好。L2一般从成本考虑采用色环电感,因色环电感的功率有限,电感量太大会严重影响效率,一般取330u~2mH,2mH是效率影响开始变得明显,330u对差模干扰的作用不够分量,为了使效率影响最低且对差模干扰抑制较佳,建议采用1mH。

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