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高压电源生产时变压器与EMI之间布局设计

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高压电源生产时变压器与EMI之间布局设计

发布日期:2017-10-13 作者:来源于网络 点击:

布局设计

■应小心审视每一布局,以确定印刷电路板哪一部分走线最具关键作用。启动或关闭时,电流若突然间开始或停止流动,往往会令走线产生电感尖峰。每一次过渡时,这一部分走线会产生极高的 dI/dt 尖峰电流。根据以往的经验,即每一英寸走线有 20nH电感,电压尖峰可以利用方程式 V=L(dI/dt) 计算出来。这些高频电流环路的面积必须尽量缩小,因为这些电流不但会产生EMI,而且还会闯入内置式开关稳压器的控制电路,令操作出现错误。

■构思设计时必须小心,以防无意中令走线产生摆幅过高的电压,因为高摆幅电压的走线会成为极易接收电场信号的天线。无论采用什么布局,连接开关节点的走线很容易产生这种天线效应。因此需要加大其铜线面积,以降低电感。

■接地也是降低EMI整体水平的好办法,而且是非常有效的方法。以多层式电路板为例,电路板的外层都设有电源器件及相关的走线,如果连接的下一层是接地,EMI会下降 10~20 dB。若与采用成本较低的单/双面电路板相比,这个方法更具成本效益,而且无需采用笨重的滤波器。但这样的接地面必须确保传送的信号完整无损,因为在低频环境下,回流电流有这样的倾向,就是喜欢选择最短的直线路径,但较高频的谐波大多数会直接在另一面的正向走线下按照自己的影像复制。只要有机会,电流就会自动缩小其包围面积,因为这样可降低走线的电感,以及为电流指示一条最低阻抗的路径。若因考虑不周而在不适合走线的地方将其它走线贯穿接至地面,会导致真正需要该部分接地面的功率转换器级受其影响,令其回流电流绕过贯穿的走线,这样会产生频槽天线效应。

高压电源厂家的解决办法

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最好的办法还是先将共模及差分模式的信号分开,然后分别加以研究,以便调试不理想的频谱。LISN 的读数只提供总传导噪声中的某一加权部分,因此除非有特别的辅助配件 (包括经修改的 LISN),只能通过猜测来确定哪一部分EMI属于差分模式,哪一部分属于共模。若只靠 LISN 读数,未必知道干扰的真正原因。图2 显示两条电流探测路线,它们互相缠绕在一起,其效果好像利用“联立方程式”将共模与差分模式的部分分开计算。实际设计当中,同时进行这两项测量比分开进行好,因为这样可以知道共模信号与差分信号之间的相对相位关系。这是非常宝贵的信息。


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