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电源转换器的电磁兼容性

上传人:leder

上传时间: 2011-07-01

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  5.3 PWM切换边缘和并发振铃

  为电阻电容二极管(RCD)电路(R1、C1和D1),具有两个作用,首先,C1能减慢Q1在关断时集电极电压的上升时间(平滑、减小辐射EMI);其次,它将输入电压维持在2VCC,即不超过开关MOSFET的击穿电压。在C1够大的情况下,上升的集电极电压和下降的集电极电流相交于很低的位置,因此能大幅降低晶体管的功耗。

  C2和R2的振铃电路(ringing circuitry)也很重要,用于减小变压器初级的振铃,该振铃是在MOSFET释放输入电压的电源时所引起。

  作为第一个试点,以下是确定C2和R2值的一个方法:

  (1)确定振铃波形的频率并计算周期;

  (2)将第一步确定的周期乘以5;

  (3)设定电阻的数值(通常小于100R);

  (4)使用第二步获得的数值除以第三步确定的电阻

  使用电阻R2和电容C2网络的优点是降低振铃,但缺点是透过电容器C2的高频纹波会以热方式耗散在电阻R2上。如果降低噪音比效率来得重要,则可采用,否则会降低效率。

  6、印刷电路板设计指南

  (1)要适当地放置和确定组件的方向;

  (2)如果使用散热器,务必将其接地;

  (3)可能需要使用组件屏蔽;

  (4)共享模式电容器的ESR值要小,并缩短接地的引线长度;

  (5)如果在变压器上跨接缓冲器电路来减慢MOSFET开关关断的上升时间,请记得要缩短漏极和两个源级变压器引线端的迹线长度。可能的话,将缓冲器电路设在两个初级引线端之间;

  (6)避免在接地板和电源板(如果使用)中使用插槽;

  (7)在50MHz以下(要考虑PWM控制器的谐波)传统的去耦方法是有效的。可在靠近IC电源和接地引线端附近使用一或两个去耦电容器(一般为0.1或0.01uF)。考虑在IC和去耦电容之间形成的环路区域,并放置电容器将环状区域缩至最小;

  (8)使接地线尽可能的短及厚;

  (9)避免迹线上出现尖角;

  (10)在需要屏蔽的情况下,尽可能地将所有杂讯组件集中于同一区域;

  (11)如果可以的话,使用多层印刷电路板。

  7、医疗设备的安全性

  对于应用敏感的设备如医疗领域等,共享模式杂讯确实是个问题。假如设备与病人接触,系统总体漏电流会被限定为100uA以下,这意味着大多数电源设计人员需要将漏电流限制在20至40uA。为了满足这项严格要求,医疗设备不会使用具电容器接地的共享模式滤波器。利用共享模式扼流圈,透过电容器(高频杂讯被分流到底板地chassis ground而不是信号地)馈送到接地,并增加变压器或在电源中隔离电源线,可以降低这些共享模式传导的发射脉冲。医疗设备会使用 IEC950/UL1950 II类的安全标准。

  8、结论

  EMC是当今系统设计中一个重要的考虑因素,其规则会随着时间而变得更加严格。记得在发生切换时,杂讯也会出现,无论是传导杂讯还是辐射杂讯。本文介绍了能降低杂讯的电路板级技术。如果需要进一步降低杂讯,尤其是在辐射方面,使用导电外壳是不错的选择。当然,这些方法会增加额外成本。设计工程师必需评估标准符合性、安全符合性及最终产品的成本。

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