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开关电源的电磁兼容性及其设计

2010-10-153820


  2. 开关电源的电磁兼容性设计

  根据电磁骚扰的传播途径,开关电源的电磁兼容性设计包括:完善电路设计、接地设计、滤波设计、屏蔽设计。

  完善电路设计

  所选择开关电源电路拓扑不宜产生过高的电压和过大的电流,以避免高电压电场干扰和大电流磁场干扰。在满足要求的情况下,放大器的频带应尽量窄,使其不易受干扰。适当增加缓冲电路。

  印刷电路板设计时应注意以下几点:

  ①高、中、低速逻辑电路同时应用时,高速应设计在电路板的人口处;

  ②信号人口加RC去耦滤波,消除长线传输干扰;

  ③电路中的电流环路应保持最小;

  ④信号线和回线应尽可能接近;

  ⑤使用较大的地平面以减小地线阻抗;

  ⑥电源线和地线应相互接近;

  ⑦在多层电路板中,应把电源面和地平面分开;

  ⑧圆弧布线,不突变;

  ⑨尽量缩短连线;

  ⑩模拟电路和数字电路分开,功率电路和控制电路分开。

  接地设计

  A.接地是开关电源设备抑制电磁噪声的重要方法。

  接地的作用:

  ①提高系统工作的稳定性,若不与大地相接,易受地电容的干扰;

  ②泄放静电感应在机箱上的静电,避免高压放电;

  ③操作安全。

  B.不考虑安全接地,仅从电路参考点的角度考虑,接地可分为悬浮地、单点接地、多点接地和混合接地。

  ①悬浮地

  图2是开关电源中的参考地与机壳隔离,可以避免机壳中的干扰电流直接耦合到电源电路中。当浮地系统靠近高压时,可能堆积静电荷,形成危害或引起静电放电,形成干扰电流。在雷电环境下,在机箱和单元电路间产生电弧。所以开关电源中不宜采用悬浮地。



  ②单点接地

  如图3所示。单点接地分为单点串联接地和并联接地。单点串联接地的优点是比较简单,其缺点是各电路会通过接地线,相互影响。在采用这种接地方式时必须注意把最高电平电路放在最靠近接地点A处,以使B点和C点的电位升高最小。相对单点串联接地,单点并联接地无公共地阻抗干扰,但地线数量多,在高频(MHz以上)时效果差。

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