在電源模塊的應用中,EMC設計往往是最重要的,因為它關系到整個用戶產品的EMC性能。那么如何提高EMC的性能呢?本文從電源模塊的設計和應用角度為大家講解。
EMC測試,也稱為電磁兼容性,描述了產品的性能,即電磁發射/干擾EME和電磁抗干擾EMS。EME包傳導和輻射,而EMS包含靜電、脈沖群、浪涌等。為了提高用戶系統的穩定性,我們將從電源設計和應用的角度介紹四種常見的解決方案:

浪涌保護電路
在電源模塊的實際應用中,工程師經常使用浪涌保護電路來保證EMC的性能和系統的穩定性。浪涌電壓的來源有很多種,比如雷擊、短路故障、頻繁啟動設備等,讓我們直接看看如何設計浪涌保護電路。
如圖1所示,為了提高輸入級的浪涌保護能力,在外圍增加了壓敏電阻和TVS管。然而,圖中的電路(a)、(b)的最初目的是實現兩級保護,但可能適得其反。如果(a)中MOV2的壓敏電壓和通流能力低于MOV1,MOV2可能無法承受浪涌的沖擊,導致整個系統癱瘓。同樣,在電路(b)中,由于TVS的響應速度比MOV快,MOV往往不起作用,TVS過早損壞。因此,正確的連接方法一般如圖(c)所示。

兩級浪涌保護
此外,還可以在MOV和TVS之間增加電阻,防止TVS先導損壞;選擇R時,應考慮R的功耗,以免先損壞R;同時,它可以并聯電容,吸收能量,提高抗浪涌能力。
注:MOV和TVS的選擇非常重要。選擇適當的最大允許電壓和最大通過流量是非常重要的。應參考電源模塊的輸入電壓和浪涌試驗等級。如果電壓選擇較小,則后端電源不正常,如果電壓選擇較大,則無法起到保護作用。如果通過流量選擇較小,設備很容易損壞。
PCB設計的電源模塊
由于模塊電源產品具有模塊電源PCB設計規范的要求,因此應考慮散熱設計、EMC設計、干擾設計和生產工藝設計等,涉及的內容很多,因此PCB設計是模塊電源產品開發過程中最重要的環節之一。
內部電路設計的電源模塊
電源模塊不是線性電源類型,而是開關電源。當開關管打開和關閉時,電壓和電流切斷,導致更大的瞬態變化(di/dt.dv/dt),因此開關電源是一個更大的EMC干擾源。隔離電源模塊常用的電路拓撲:隔離正激和隔離反激。通過產品內部電路設計+PCB設計,產品的EMC性能達到最佳狀態。

電源模塊傳導騷擾設計
在設計電源模塊傳導騷擾電路時,首先需要分析電源模塊的傳導騷擾情況,并找到相應的解決方案。示波器分析如下:
1.低頻:150KHz-1mhz頻率,特別是開關頻率點-差模騷擾。
解決方案:差模濾波。
中頻:1mhz-10mhz頻率-差模和共模騷擾。
解決方案:適當加一點共模濾波。
3.高頻:10mhz-30mhz頻率-共模騷擾。
解決方案:共模濾波。
因此,為了解決電源模塊傳添加差模濾波和共模濾波電路,以解決電源模塊傳輸騷擾問題:
經驗分享:如果一個電源模塊的頻率范圍是30MHz-1000MHz通過示波器測試,輻射騷擾從傳導騷擾波形預測好壞,高頻直線上升,沒有下降趨勢,那么產品的輻射騷擾一般都很差。
總結
EMC測試通常是非常實用的,但是如果我們掌握了一些基本原理,在設計EMC前級電路時會有更多的測試方向,從而縮短項目開發的時間。
具有穩定性能的電源模塊,完善的浪涌保護電路,將最大限度地保證系統供電的穩定性和可靠性。
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