开关电源的抗干扰设计

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1、开关电源的抗干扰设计

2、第1图1电源滤波器与设备的接地点相连。接地阻抗越低滤波效果越好。滤波器尽量安装在靠近电源入口处。滤波器的输入及输出端要尽量远离，避免干扰信号从输入端直接耦合到输出端。2）在电源输出端加输出滤波器。加装高频电容，加大输出滤波电感的电感量及滤波电容的容量，可以抑制差模噪声。如果把多个电容并联，则效果会更好。3.2高频变压器在高频变压器的原边、副边、开关管的C、E极间以及在输出整流二极管上加装RC吸收网络。3.3软开关技术软开关技术的应用有助于电磁干扰的降低，这是因为功率MOSFET

3、、IGBT在零电压情况下导通和零电流情况下关断，且快速恢复二极管也是软关断，可以减小功率电路中功率器件的di/dt和dv/dt，从而可以减小EMI电平。通过实验证明软开关技术只在抑制纹波的高次谐波上有一定效果。3.4共模干扰的有源抑制技术共模干扰有源抑制技术是一种从噪声源采取措施来抑制共模干扰的方法。这种方法的思路是设法从主电路中取出一个与导致EMI的主要开关电压波形完全反相的补偿EMI噪声电压，并用它去平衡原开关电压的影响。3.5印制线路板实践证明，印制板的元器件布置和布线设计对开关电源EMC性能

4、有极大的影响，在高频开关电源中，由于印制板上既有电平为±5V、±15V的小信号控制线，又有高压电源母线，同时还有一些高频功率开关、磁性元件，如何在印制板有限的空间内合理地安排元器件位置，将直接影响到电路中各元器件自身的抗干扰性和电路工作的可靠性。3.5.1导线阻抗的影响通过分析印制导线的特性阻抗，来选取印制导线的放置方式、长度、宽度以及布局方式。单根导线的特性阻抗由直流电阻R和自感L组成Z=R＋jωL（1）L=2lln（2）式中：l——导线长度；b——导线宽度。显然，印制线l越短，直流电阻R就越小；

5、同时增加印制线的宽度和厚度也可降低直流电阻R。从式（2）可看出，印制线长度l越短，自感L就越小,而且增加印制线的宽度b也可降低自感L。而多根印制线的特性阻抗除由直流电阻R和自感L组成外，还有互感M的影响，而互感M除受印制线的长度和宽度影响外，印制线之间距也起着重要的作用。M=2l（3）式中：s——两线之间的距离，增大两线的间距可减少互感。针对以上现象，在设计印制电路板时，应尽量降低电源线和地线的阻抗，因为电源线、地线和其它印制线都有电感，当电源电流变化较大时，将会产生较大的压降，而地线压降是形成公共

6、阻抗干扰的重要因素，所以应尽量缩短地线，也可尽量加粗电源线和地线线条。在双面印制板设计中，除尽可能地加粗电源线和地线线条之外，还应在地线和电源线之间安装高频特性好的去耦电容。另外，切忌两条印制信号线平行走线。如果平行走线无法避免，可通过以下方法来补救：1）在两条信号线之间加一条地线，以起屏蔽作用；2）尽量拉开两条平行信号线之间的距离，以降低两线之间电磁场的影响；3）使两条平行的信号线流过的电流方向相反。（目的在于减小感应磁通）3.5.2元器件的布局在设计印制电路板时，通常干扰源和受扰体由于受到工作条

7、件的限制而难以避免。这时，应尽量将相互关联的元器件摆放在一起以避免因器件离的太远而造成印制线过长所带来的干扰;再者将输入信号和输出信号尽量放置在引线端口附近，以避免因耦合路径而产生的干扰。4结构上的措施屏蔽是解决电磁兼容问题的重要且有效的手段()电磁兼容之一。目的是切断电磁波的传播途径。大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决，用电磁屏蔽的方法解决电磁干扰问题不会影响电路的正常工作。对于开关电源来说，主要是做好机壳屏蔽，高频变压器屏蔽，开关管和整流二极管的屏蔽。5结语通过采取以上措施，可大大减小电

8、源的纹波，我们设计的加固机电源纹波＋噪声由原来的150～200mV减小到现在的15～30mV。使开关电源的适用范围更加广泛。