你真的了解Buck变换器的EMC吗

2014-10-28 10:26 来源:电子信息网 作者:云际

电磁干扰的抑制措施

主要从滤波、接地、吸收、PCB布板几个方面进行分析和设计。

(1)滤波

由于电池存在一定的内阻抗,再加上入端引线上的寄生电感和内阻,将在输入端引起一系列的高频纹波。为了使输入端成为满足要求的恒压源,需在电路进线端加上 EMI滤波器,既抑制了外界对电路的干扰,也阻止了电路对电池的干扰。通常,在入端并联电解电容和滤高频纹波的电容。电解电容主要滤低频纹波,滤高频纹波的电容采用CBB电容。

由于输出端对电流波形的要求,必须减小输出纹波的大小,因此,也需要在输出端并联大容量的电解电容和较大容量的滤高频纹波的CBB电容。

另外,需要对集成芯片的去耦滤波电容进行科学的配置。每块集成芯片都接有去耦滤波电容器,在每次开关过程中都重新充电,以便为芯片供电,去耦电容器的取值一般在470pF~1000pF,采用瓷片或者是CBB电容,用于滤除高次纹波。去耦滤波电容器必须紧靠集成电路安装,力求最短的电容器引线和最小的瞬态电流回路面积。同时要在整个集成芯片的PCB板上放置总体去耦电容器,由电源来对它充电,并应安装在电源母线进入PCB板的地方。

系统中最易受干扰的是电流采样电阻,而采样电流的精度将直接影响电路的输出指标。采样电流的波形如图3所示。由于采样电阻受到开关管导通和关断的干扰,所以,需要对采样电阻上的信号进行滤波,此电路中利用的RC二阶无源滤波,电路如下图4所示。

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图3 采样电流波形

图4 二阶RC无源滤波电路

(2)接地

一个系统的接地主要有安全地、信号地、机壳地和屏蔽地。这里只讨论本系统的公共地的连接方法。

接地系统须具有很低的公共阻抗,使系统中各路电流,通过该公共阻抗产生的直接传导噪声电压最小;在高频电流的场合,保证“信号地”对“大地”有较低的共模电压,使通过“信号地”产生的辐射噪音最低;保证地线与信号线构成的电流回路具有最小的面积,避免由地线构成“地回路”,使外界干扰磁场穿过该回路产生的差模干扰电压最小,同时,也避免由地电位差通过地回路引起过大的地电流,造成传导干扰。

本系统中采用混合接地和浮空接地方式。主功率采用浮地方式,以便减小公共阻抗和大电流的通过。控制系统内部先串联接地,然后再单点与主功率地连接。驱动电路则采用光耦隔离技术来驱动开关管的导通和关断。

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EMC Buck

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