開關(guān)電源整流橋品牌ASEMI 5A貼片橋堆電路作用原理簡介

時(shí)間：2020-01-05作者：深圳市強(qiáng)元芯電子有限公司瀏覽：674

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※EMI電路作用原理簡介

一、X電容的作用

抑制差模雜訊，電容量越大，抑制低頻雜訊效果越好。

二、Y電容的作用

抑制共模雜訊，電容量越大，抑制低頻雜訊效果越好。Y電容使次級到初級地線提供一個(gè)低阻抗回路，使流向地再通過LISN回來的電流直接短路掉，由于Y電容非完全理想，次級各部分間也存在阻抗，所以不可能全部回來。還是有一部分流到地。Y電容必須直接用盡量短的直線連接到初級和次級的冷地, 如果開通時(shí)MOS的dv/dt大于關(guān)斷時(shí)的dv/dt, 則Y電容連接到初級的地; 反之連接到V+。

三、共模電感的作用

抑制共模雜訊，電感量越大，抑制低頻雜訊效果越好。增加共模電流部分的阻抗，減小共模電流。

四、差模電感的作用

抑制差模雜訊，電感量越大，抑制低頻雜訊效果越好。



※開關(guān)電源設(shè)計(jì)前的一般應(yīng)對策略

一、采用交流輸入EMI濾波器

通常干擾電流在導(dǎo)線上傳輸時(shí)有兩種方式:共模方式和差模方式。共模干擾是載流體與大地之間的干擾:干擾大小和方向一致，存在于電源任何一相對大地、或中線 對大地間，主要是由du/dt產(chǎn)生的，di/dt也產(chǎn)生一定的共模干擾。而差模干擾是載流體之間的干擾:干擾大小相等、方向相反，存在于電源相線與中線及 相線與相線之間。干擾電流在導(dǎo)線上傳輸時(shí)既可以共模方式出現(xiàn)，也可以差模方式出現(xiàn);但共模干擾電流只有變成差模干擾電流后，才能對有用信號構(gòu)成干擾。

交流電源輸人線上存在以上兩種干擾，通常為低頻段差模干擾和高頻段共模干擾。在一般情況下差模干擾幅度小、頻率低、造成的干擾小;共模干擾幅度大、頻率高， 還可以通過導(dǎo)線產(chǎn)生輻射，造成的干擾較大。若在交流電源輸人端采用適當(dāng)?shù)腅MI濾波器，則可有效地抑制電磁干擾。電源線EMI濾波器基本原理如圖1所示， 其中差模電容C1、C2用來短路差模干擾電流，而中間連線接地電容C3、C4則用來短路共模干擾電流。共模扼流圈是由兩股等粗并且按同方向繞制在一個(gè)磁芯 上的線圈組成。如果兩個(gè)線圈之間的磁藕合非常緊密，那么漏感就會很小，在電源線頻率范圍內(nèi)差模電抗將會變得很小;當(dāng)負(fù)載電流流過共模扼流圈時(shí)，串聯(lián)在相線上的線圈所產(chǎn)生的磁力線和串聯(lián)在中線上線圈所產(chǎn)生的磁力線方向相反，它們在磁芯中相互抵消。 因此即使在大負(fù)載電流的情況下，磁芯也不會飽和。而對于共模干擾電流，兩個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場是同方向的，會呈現(xiàn)較大電感，從而起到衰減共模干擾信號的作用。 這里共模扼流圈要采用導(dǎo)磁率高、頻率特性較佳的鐵氧體磁性材料。

圖1 電源線濾波器基本電路圖

二、利用吸收回路改善開關(guān)波形

開關(guān)管或 二極管在開通和關(guān)斷過程中，由于存在變壓器漏感和線路電感，二極管存儲電容和分布電容，容易在開關(guān)管集電極、**較兩端和二極管上產(chǎn)生尖峰電壓。通常情況下采用RC/RCD吸收回路，RCD浪涌電壓吸收回路如圖2所示。

圖2 RCD浪涌電壓吸收回路

當(dāng)吸收回路上的電壓**過一定幅度時(shí)，各器件迅速導(dǎo)通，從而將浪涌能量泄放掉，同時(shí)將浪涌電壓限制在一定的幅度。在開關(guān)管集電極和輸出二極管的正極引線上串接 可飽和磁芯線圈或微晶磁珠，材質(zhì)一般為鈷(Co)，當(dāng)通過正常電流時(shí)磁芯飽和，電感量很小。一旦電流要反向流過時(shí)，它將產(chǎn)生很大的反電勢，這樣就能有效地 抑制二極管VD的反向浪涌電流。

三、利用開關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)

頻率控制技術(shù)是基于開關(guān)干擾的能量主要集中在特定的頻率上，并具有較大的頻譜峰值。如果能將這些能量分散在較寬的頻帶上，則可以達(dá)到降**擾頻譜峰值的目的。通常有兩種處理方法:隨機(jī)頻率法和調(diào)制頻率法。

隨機(jī)頻率法是在電路開關(guān)間隔中加人一個(gè)隨機(jī)擾動分量，使開關(guān)干擾能量分散在一定范圍的頻帶中。研究表明，開關(guān)干擾頻譜由原來離散的尖峰脈沖干擾變成連續(xù)分布干擾，其峰值大大下降。調(diào)制頻率法是在鋸齒波中加人調(diào)制波(白噪聲)，在產(chǎn)生干擾的離散頻段周圍形成邊頻帶，將干擾的離散頻帶調(diào)制展開成一個(gè)分布頻帶。這樣，干擾能量就分散到這些分布頻段上。在不影響變換器工作特性的情況下，這種控制方法可以很好地抑制開通、關(guān)斷時(shí)的干擾。

四、采用軟開關(guān)技術(shù)

開關(guān)電源的干擾之一是來自功率開關(guān)管通/斷時(shí)的du/dt，因此，減小功率開關(guān)管通/斷的du/dt是抑制開關(guān)電源干擾的一項(xiàng)重要措施。而軟開關(guān)技術(shù)可以減小開關(guān)管通/斷的du/dt。

如果在開關(guān)電路的基礎(chǔ)上增加一個(gè)很小的電感、電容等諧振元件就構(gòu)成輔助網(wǎng)絡(luò)。在開關(guān)過程前后引人諧振過程，使開關(guān)開通前電壓先降為零，這樣就可以消除開通過程中電壓、電流重疊的現(xiàn)象，降低、甚至消除開關(guān)損耗和干擾，這種電路稱為軟開關(guān)電路。根據(jù)上述原理可以采用兩種方法，即在開關(guān)關(guān)斷前使其電流為零，則開關(guān)關(guān)斷時(shí)就不會產(chǎn)生損耗和干擾，這種關(guān)斷方式稱為零電流關(guān)斷;或在開關(guān)開通前使其電壓為 零，則開關(guān)開通時(shí)也不會產(chǎn)生損耗和干擾，這種開通方式稱為零電壓開通。在很多情況下，不再指出開通或關(guān)斷，僅稱零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)，基本電路如圖3和 圖4所示。

圖3 零電壓開關(guān)諧振電路

圖4 零電流開關(guān)諧振電路

通常采用軟開關(guān)電路控制技術(shù)，結(jié)合合理的元器件布局及印制電路板布線、接地技術(shù)，對開關(guān)電源的EMI干擾具有一定的改善作用。

五、采用電磁屏蔽措施

一般采用電磁屏蔽措施都能有效地抑制開關(guān)電源的電磁輻射干擾。開關(guān)電源的屏蔽措施主要是針對開關(guān)管和高頻變壓器而言。開關(guān)管工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，需要給 它裝散熱片，從而使開關(guān)管的集電極與散熱片間產(chǎn)生較大的分布電容。因此，在開關(guān)管的集電極與散熱片間放置絕緣屏蔽金屬層，并且散熱片接機(jī)殼地，金屬層接到 熱端零電位，減小集電極與散熱片間藕合電容，從而減小散熱片產(chǎn)生的輻射干擾。針對高頻變壓器，首先應(yīng)根據(jù)導(dǎo)磁體屏蔽性質(zhì)來選擇導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)，如用罐型鐵芯和 El型鐵芯，則導(dǎo)磁體的屏蔽效果很好。變壓器外加屏蔽時(shí)，屏蔽盒不應(yīng)緊貼在變壓器外面，應(yīng)留有一定的氣隙。如采用有氣隙的多層屏蔽物時(shí)，所得的屏蔽效果會 較好。另外，在高頻變壓器中，常常需要消除初、次級線圈間的分布電容，可沿著線圈的全長，在線圈間墊上銅箔制成的開路帶環(huán)，以減小它們之間的禍合，這個(gè)開 路帶環(huán)既與變壓器的鐵芯連接，又與電源的地連接，起到靜電屏蔽作用。如果條件允許，對整個(gè)開關(guān)電源加裝屏蔽罩，那樣就會較好地抑制輻射干擾。


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