ACDC和DCDC电源最佳EMI性能的实现.doc
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1、ACDC和DCDC电源最佳EMI性能的实现电磁干扰(EMI)始终是开关电源(AC-DC和DC-DC转换器)的潜在问题。如今的电源有很好的电磁发射和抗干扰的能力。但为了满足特定的应用要求,仍要有正确的滤波电路以确保满足标准的要求。本文提供了实现AC-DC和DC-DC电源的最佳EMI性能以及如何选择外部滤波器件的指南。设备的电磁兼容性(EMC)涵盖了传导、辐射、静电放电(ESD)、以及AC-DC电源的输入线电流失真。在欧洲,EMC指令2014/30/EU要求终端设备符合统一标准。在本文中,我们将介绍AC-DC和DC-DC开关电源的传导和辐射原理,并实例剖析滤波器件的选择对EMI性能的影响。高效率可
2、能导致高噪音工程师非常熟悉开关电源的高效率会带来小体积和重量轻的优点,但许多人也深受电噪声的困扰。然而,先进的设计会选择使用低噪声的器件和拓扑来改进噪声,例如谐振拓扑。“频率抖动”之类的技术也有助于降低测量带宽中的电磁辐射。开关电源中的噪声来源于半导体的快速切换,通常想获得高效率,开关波形上升和下降的时间是以纳秒为单位的,高的dV/dt和di/dt电平不能完全被开关电源所抑制,就有可能在输入或输出线上呈现出传导的电压或电流尖峰噪声。根据傅里叶分析,一般开关波形的电磁辐射分析如图1所示,随着上升/下降时间Tr, Tf减小,辐射带宽也随之增加,而增加的幅度则受到Ton/Tp 1波形占空的影响。图1
3、:开关波形的电磁辐射噪音类型传导噪声有差分模式(DM)和共模(CM)两种类型,它们通常在某种程度上同时存在。DM噪声为电力线回路之间测得的电压。CM噪声为电源线和系统接地之间测得,通常为定义阻抗的电压。这是因为功率转换器通常是高频CM噪声的电流源。这两种类型的噪声如图2所示。图2:可能存在的噪音类型示波器或分析仪可以轻松测量DM噪声,但CM噪声需要使用标准终端网络,如线路阻抗稳定网络(LISN)。这包括所需的定义终端阻抗和滤波以隔离来自上游电源的任何影响。LISN由CISPR标准定义,IT设备通常由CISPR 22规范,专门测量AC-DC转换器噪声但也用于DC-DC转换器。LISN输出是DM和
4、CM噪声的加权组合,因此即使没有CM噪声也可以检测到一半幅度的DM噪声。这意味着必须衰减DM和CM噪声才能满足CISPR 22及EN 55022标准。DC-DC转换器输入滤波器DC-DC转换器的系统一定会有噪声,虽然没有一个专门的标准限制,但是整体上必须符合EMC的规定。板载DC-DC制造商在产品中至少包含一个并联输入电容,因此噪声通常都在可以接受的范围之内。在应用中如果需要更低标准的干扰电平,制造商通常会建议在外部添加一个L-C滤波器以降低DM噪声,如图3所示的L和C1。图3:DC-DC转换器之滤波组件有人可能会想干脆使用较大的L和C值,认为这样可以将噪声降到最低,但这可能适得其反,因为大的
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- ACDC DCDC 电源 最佳 EMI 性能 实现
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