刍议如何控制开关电源电磁干扰(2)

另外,在设计和选用滤波器时应注意频率特性、耐压性能、额定电流、阻抗特性、屏蔽和可靠性.滤波器的安装位置要恰当,安装方法要正确,才能对干扰起到预期的滤波作用.

3.2　PCB设计技术。为更好地抑制开关电源的电磁干扰,其印制电路板(PCB)的抗干扰技术尤为重要.为减少PCB的电磁辐射和PCB上电路间的串扰,要非常注意PCB布局、布线和接地.如减少辐射干扰是减小通路面积,减小干扰源和敏感电路的环路面积,采用静电屏蔽.而抑制电场与磁场的耦合,应尽量增大线间距离.在开关电源中接地是抑制干扰的重要方法.接地有安全接地、工作接地和屏蔽接地等3种基本类型.地线设计应注意以下几点:

1)交流电源地与直流电源地分开.

2)功率地与弱电地分开.

3)模拟电路与数字电路的电源地分开.

4)尽量加粗地线.

3.3 扩频调制技术。对于一个周期信号尤其是方波来说,其能量主要分布在基频信号和谐波分量中,谐波能量随频率的增加呈级数降低.由于n次谐波的带宽是基频带宽的n倍,通过扩频技术将谐波能量分布在一个更宽的频率范围上.由于基频和各次谐波能量减少,其发射强度也应该相应降低.要在开关电源中采用扩频时钟信号,需要对该电源开关脉冲控制电路输出的脉冲信号进行调制,形成扩频时钟。与传统的方法相比,采用扩频技术优化开关电源EMI既高效又可靠,无需增加体积庞大的滤波器件和繁琐的屏蔽处理,也不会对电源的效率带来任何负面影响.

3.4 一次整流电路中加功率因数校正(PFC)网络。对直流稳压电源来讲,电网电压通过变压器降压后直接通过整流电路进行整流,所以整流过程中产生的谐波分量作为干扰直接影响交流电网的波形,使波形畸变,功率因数偏低.为了解决输入电流波形畸变和降低电流谐波含量,将功率因数校正(PFC)技术应用于开关电源中是非常必要的.PFC技术使得电流波形跟随电压波形,将电流波形校正成近似的正弦波,从而降低了电流谐波含量,改善了桥式整流电容滤波电路的输入特性,提高了开关电源的功率因数.其中无源功率因数校正电路是利用电感和电容等元件组成滤波器,将输入电流波形进行移相和整形过程来实现提高功率因数的.而有源功率因数校正电路是依据控制电路强迫输入交流电流波形跟踪输入交流电压波形的原理来实现交流输入电流正弦化,并与交流输入电压同步.两种方法均使功率因数提高,后者效果更加明显,但电路复杂.

4 结语

随着通信开关电源不断向高频化发展,其抗干扰问题显得越发重要.在开发和设计开关电源过程中,如何有效抑制开关电源的电磁干扰,同时提高开关电源本身对电磁干扰的抗干扰能力是一个重要课题。在开关电源设计中，为了少走弯路和节省时间，应充分考虑并满足抗干扰性的要求，避免在设计完成后去进行抗干扰的补救措施。

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