开关电源传导emi预测方法研究

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1、EIECTRICDRIVE2011Vo1．41No．6电气传动2011年第41卷第6期开关电源传导EMI预测方法研究臧小杰，刘祥鹏(中国民航大学航空自动化学院，天津300300)摘要：针对开关电源设计阶段应考虑的EMC问题，介绍了PCB及其结构寄生参数提取和频域仿真的方法，在开关电源设计阶段对其传导EMI进行预测，定位开关电源传导EMI传播路径的影响因素，在此基础上给出开关电源PCB及其结构设计的基本原则。对开关电源EMI预测过程中需要注意的问题以及降低开关电源传导EMI的方法策略进行了分析和总结。关键词：开关电源；电磁兼容；传导干扰预测；印制电路板

2、；寄生参数提取中图分类号：TN86文献标识码：AStudyofConductedEMIPredictioninSwitchModePowerSuppliesZANGXiao—fie，IIUXiang—peng(DepartmentofAeronauticalAutomation，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)Abstract：AccordingtotheEMCissueswhichshouldbeconsideredindesignstageofswitchedmodepower

3、supply，topredicttheconductedEMIindesignstage，locatetheinfluencesinthepropagationofSMPS，methodsoffrequencysimulationandparasiticextractionofPCBandSMPSstructuresaswellasdesignprinciplesofPCBandstructuresofSMPSwereintroduced．Theproblemsinthepredictionprocessmustbepadattentiontoand

4、thestrategiesusedtoreducetheconductedEMIofSMPSwereanalyzedandsummarized．Keywords：switchedmodepowersupply；electromagneticcompatibility；conductedelectromagneticinterfer—enceprediction；printedcircuitboard；parasiticextraction要明确其产生机理以及噪声源的各项特性。由于1引言功率开关管的高速开关动作，其电压和电流变化随着开关频率的提高以及功

5、率密度的增加，率都很高，上升沿和下降沿包含了丰富的高次谐开关电源内部的电磁环境越来越复杂，其电磁兼波，所以产生的电磁干扰强度大；开关电源的电磁容问题成为电源设计中的一大重点，同时也成为干扰主要集中在二极管、功率开关器件以及与其电源设计工作的一大难点。常规设计方法中，依相连的散热器和高频变压器附近；由于开关管的靠经验设计处理EMC问题，样机建立完毕之后开关频率从几十kHz到几MHz，所以开关电源才能对EMC问题做最后的考虑。传统的EMC的干扰形式主要是传导干扰和近场干扰l_1]。其的补救办法只能增加额外的元器件，而增加元件中，传导干扰会通过噪声传播路径

6、注入电网，干扰有可能影响原始的控制环带宽，造成重新设计整接入电网的其他设备。个系统的最坏情况，增加了设计成本。为了避免开关电源传导干扰分为2大类。出现这样的情况，需要在设计过程中考虑EMC1)差模(DM)干扰。DM噪声主要由di／dt的问题，对开关电源的EMI进行一定精度的分析引起，通过寄生电感，电阻在火线和零线之问的回和预测，并根据干扰产生的机理及其在各频带的路中传播，在两根线之间产生电流J，不与地线分布情况改进设计，降低EMI水平，从而降低设构成回路。计成本。2)共模(CM)干扰。CM噪声主要由dv／dt引起，通过PCB的杂散电容在两条电源线与地

7、的2开关电源EMI特点及分类回路中传播，干扰侵入线路和地之间，干扰电流在对开关电源传导电磁干扰进行预测，首先需两条线上各流过二分之一，以地为公共回路；在实作者简介：臧小杰(1957一)，男，教授，硕士研究生导师，Email：xizang@cauc．edu．cn27电气传动2011年第41卷第6期臧小杰，等：开关电源传导EMI预测方法研究际电路中由于线路阻抗不平衡，使共模信号干扰散热片电容耦合路径，变压器耦合路径等。会转化为不易消除的串扰干扰。4基于频域方法的SMPS等效电路3开关电源EMI的仿真分析模型从理论上来讲，无论是时域仿真还是频域仿对开关电源

8、进行频域仿真，首先要建立开关真，只要建立了合理的分析模型，其仿真结果都能电源的频域仿真模型。开关电源EMI频