开关电源EMI抑制技巧详解

"EMC调试技巧.doc" EMC，即电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility），是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。在设计开关电源时，确保EMC是一项关键任务，因为开关电源在工作时会产生大量的电磁干扰（EMI）。以下是一些防止EMI的实用措施： 1. **减小PCB铜箔面积**：在噪音电路节点，如开关管的漏极、集电极和绕组节点，应尽可能减小PCB铜箔面积，以减少电磁辐射。 2. **隔离噪声元件**：输入和输出端应远离噪声源，例如变压器线包、磁芯和开关管的散热片，以减少干扰传播。 3. **远离外壳边缘**：噪声元件应远离外壳边缘，防止通过外壳传播干扰到外部接地线。 4. **电场屏蔽与散热片**：如果变压器无电场屏蔽，应保持屏蔽体和散热片远离变压器，以防止电磁泄漏。 5. **减小电流环面积**：减小次级整流器、初级开关器件、栅极驱动线路和辅助整流器的电流环面积，可以降低电磁辐射。 6. **独立驱动回路**：门极（基极）驱动反馈环路不应与初级开关电路或辅助整流电路混合，以避免耦合干扰。 7. **优化阻尼电阻**：调整阻尼电阻值，确保在开关的死区时间中不产生振铃，从而降低噪声。 8. **防止滤波电感饱和**：EMI滤波电感应避免饱和，以保持其有效滤波能力。 9. **元件布局**：拐角节点、次级电路元件应远离初级屏蔽或开关管散热片，防止电磁耦合。 10. **摆动节点远离屏蔽**：初级电路的摆动节点和元件应远离屏蔽或散热片，以减少干扰传播。 11. **滤波器位置**：高频输入EMI滤波器应靠近输入电缆或连接器，高频输出EMI滤波器靠近输出端子，减少传输损失。 12. **保持间距**：EMI滤波器对面的PCB铜箔和元件之间保持一定距离，减少电磁泄漏。 13. **辅助线圈整流器上的电阻**：在辅助线圈整流器的线路中添加电阻，有助于抑制噪声。 14. **磁棒线圈的阻尼电阻**：在磁棒线圈上并联阻尼电阻，减少谐振产生的干扰。 15. **输出RF滤波器的阻尼电阻**：在输出RF滤波器两端并联阻尼电阻，进一步抑制高频干扰。 16. **变压器初级与辅助绕组间的电容或电阻**：在PCB设计中，可放置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，提供去耦和滤波作用。 17. **远离功率变压器**：EMI滤波器应远离功率变压器，特别是避开绕包端部，以减少干扰。 18. **预留屏蔽绕组和RC阻尼器位置**：在PCB上有足够的空间时，预留位置用于安装屏蔽绕组和RC阻尼器，用于滤波和抑制噪声。 19. **米勒电容**：在开关功率场效应管的漏极和门极之间放置一个小型径向引线电容器（米勒电容，10皮法/1千伏），用于抑制高速开关瞬变。 20. **直流输出端的小型RC阻尼器**：如果空间允许，可以在直流输出端放置一个小型RC阻尼器，进一步减少噪声。 21. **AC插座与散热片**：AC插座不应与初级开关管的散热片靠得太近，以防止交流噪声通过散热片传播。 在开关电源设计中，PCB布局至关重要。由于开关频率不高，主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰，因此手工布线时需特别注意信号线的走向和屏蔽设计，以减少不必要的电磁辐射。遵循上述技巧，可以显著提高开关电源的EMC性能，减少对周围电子设备的影响。