开关电源EMI抑制措施详解

"EMC调试技巧.doc" 在开关电源的设计中，EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）的抑制至关重要，因为它可能导致系统性能下降甚至功能失效。EMC包括了EMI（电磁干扰）和EMS（Electromagnetic Susceptibility，电磁敏感性）两个方面，前者关注设备产生的电磁干扰，后者关注设备对电磁干扰的抗扰度。以下将详细探讨开关电源防止EMI的一些关键措施： 1. 减小PCB铜箔面积：对于噪音电路节点，如开关管的漏极、集电极等，应尽量减少PCB上的铜箔面积，以降低电磁辐射。 2. 布局策略：将输入和输出端远离噪音元件，例如变压器、开关管的散热片等，可以减少干扰传播。 3. 噪音元件与外壳的关系：确保噪音元件远离外壳边缘，以避免通过外壳传播干扰到外部接地线。 4. 电场屏蔽：若变压器无电场屏蔽，要保持屏蔽体和散热片与变压器的距离，防止电磁泄漏。 5. 减小电流环面积：如次级整流器、开关功率器件、栅极驱动线路等，减小环路面积能有效降低辐射。 6. 隔离驱动返馈环路：门极（基极）驱动回路应与初级开关电路和辅助整流电路分开，避免相互影响。 7. 优化阻尼电阻：调整阻尼电阻值，避免在开关死区时间产生振铃现象，从而减少噪声。 8. 防止滤波电感饱和：确保EMI滤波电感在工作过程中不会饱和，维持其滤波效果。 9. 元件布局：拐弯节点、次级电路元件应远离初级电路的屏蔽体和开关管散热片，降低耦合。 10. 摆动节点与屏蔽：初级电路中摆动的节点和元件应与屏蔽或散热片保持一定距离，减少干扰传播。 11. EMI滤波器位置：高频输入和输出的EMI滤波器应分别靠近输入电缆和输出端子，以便有效过滤。 12. 元件间距离：在EMI滤波器对面的PCB铜箔和元件之间保持适当距离，减少电磁耦合。 13. 电阻应用：在辅助线圈的整流器上添加电阻，磁棒线圈上并联阻尼电阻，以及在输出RF滤波器两端并联阻尼电阻，以吸收谐波。 14. 陶瓷电容器和电阻：在PCB上设置1nF/500V陶瓷电容器或电阻，跨接在变压器初级静端和辅助绕组之间。 15. 屏蔽绕组和RC阻尼器：预留位置放置屏蔽绕组和RC阻尼器，以跨接在它们两端，增强滤波效果。 16. 米勒电容：在开关功率场效应管的漏极和门极之间放置米勒电容（10皮法/1千伏），用于抑制高速开关瞬变。 17. RC阻尼器：在直流输出端添加小型RC阻尼器，进一步抑制噪声。 18. 避免干扰源接触：不要将AC插座与初级开关管散热片相邻，防止干扰直接传播。 19. PCB布线：使用自动布线工具进行PCB设计，以降低手工布线可能引入的电磁干扰。 以上措施都是针对开关电源EMI特点，如高电压、电流变化率，集中干扰源，明确的干扰形式（传导和近场干扰），以及手工布线带来的挑战，进行的针对性设计。通过这些技巧，可以显著提升开关电源的EMC性能，使其符合相关标准，确保系统的稳定性和可靠性。