dcdc電源emc設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-07-05 18:05本頁(yè)面
【正文】 均以高頻為主，所以EMI濾波器采用低通濾波器。現(xiàn)在我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到輸入輸出濾波器不僅對(duì)電源線(xiàn)傳導(dǎo)發(fā)射（CE102）和傳導(dǎo)敏感度(CS101)的測(cè)試有作用，還對(duì)輻射發(fā)射(RE102)、電纜束注入傳導(dǎo)敏感度和靜電放電的測(cè)試也有作用，因?yàn)橥ㄟ^(guò)試驗(yàn)已證明電源線(xiàn)及各種輸入輸出引線(xiàn)產(chǎn)生的輻射遠(yuǎn)高于線(xiàn)路板本身的輻射及機(jī)殼機(jī)箱屏蔽不完整所產(chǎn)生的輻射，設(shè)備引線(xiàn)是主要的輻射源同時(shí)又是敏感度很高的接收器，在EMC測(cè)試中輻射敏感度、電纜束注入敏感度、靜電放電等測(cè)試會(huì)在電源線(xiàn)上產(chǎn)生共模電壓，當(dāng)共模電壓轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅ｋ妷簳r(shí)，就會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)高速開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖序列——脈沖源，該脈沖源通過(guò)寄生傳輸網(wǎng)絡(luò)在變換器的輸入、輸出線(xiàn)與地線(xiàn)之間產(chǎn)生共模電流干擾。共模噪聲發(fā)生在每根傳輸線(xiàn)和地線(xiàn)之間。干擾噪聲是差模分量和共模分量共同作用的結(jié)果。可以在二極管兩端并聯(lián)簡(jiǎn)單的RC串聯(lián)緩沖網(wǎng)絡(luò)以進(jìn)一步減小噪聲。 在高頻DCDC變換器中肖特基二極管已經(jīng)廣泛使用，它利用金屬半導(dǎo)體結(jié)的勢(shì)壘作用，根據(jù)漂移現(xiàn)象產(chǎn)生電流，電荷不會(huì)積累，與快恢復(fù)二極管相比，反向恢復(fù)時(shí)間和反向恢復(fù)電流都非常小，關(guān)斷電流di/dt小，因而引起的振蕩紋波及電壓尖峰也小。由此很容易引起二極管的寄生電感和寄生電容的振蕩，表現(xiàn)在輸出端為頻率和幅值都較大的紋波。同時(shí)，二極管的關(guān)斷損耗和反向恢復(fù)時(shí)間與電流峰值有關(guān)，并且開(kāi)關(guān)頻率越高，損耗越大。 整流二極管噪聲分析與抑制 二極管的一個(gè)重要參數(shù)是反向恢復(fù)時(shí)間trr，trr的大小直接關(guān)系到二極管所產(chǎn)生的噪聲大小。RC緩沖回路可有效地鉗制MOSFET漏源極間電壓的上升峰值，但同時(shí)延緩了開(kāi)關(guān)時(shí)間，增大了開(kāi)關(guān)損耗。因此，從減小電磁干擾和增強(qiáng)可靠性?xún)煞矫婵紤]，必須采取措施進(jìn)行有效抑制。 開(kāi)關(guān)管MOSFET在斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的超高頻振蕩電壓，將以輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射的形式對(duì)變換器內(nèi)部及外部進(jìn)行干擾。從圖上可看出，由于寄生電感與寄生電容的作用，在開(kāi)關(guān)管上出現(xiàn)了超高頻振蕩電壓，這一電壓稱(chēng)為電壓浪涌，峰值約為開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)電壓的2倍。開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的電阻Rtoff是變化的，從最小電阻即通態(tài)電阻，變到最大電阻即開(kāi)路電阻。在開(kāi)關(guān)接通時(shí)，MOSFET上的電流等于通態(tài)電流Ion，同時(shí)寄生電感Lr上的電流也等于Ion。開(kāi)關(guān)接通時(shí)電路及等效電路如圖5所示，開(kāi)關(guān)接通前加在開(kāi)關(guān)兩端的電壓為Uoff，開(kāi)關(guān)寄生電容中儲(chǔ)存的能量為： 開(kāi)關(guān)接通時(shí)，寄生電容放電，在MOSFET中流過(guò)較大的浪涌電流，其波形如圖6所示。 MOSFET開(kāi)關(guān)噪聲分析與抑制 DCDC變換器中MOSFET作為功率開(kāi)關(guān)管工作在硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，由于其寄生電感和寄生電容的作用，在開(kāi)關(guān)管通斷工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的電壓浪涌和電流浪涌。DCDC變換器中開(kāi)關(guān)管MOSFET和整流二極管在導(dǎo)通和截止的過(guò)程中，快速的上升和下降過(guò)程中大電流變化所產(chǎn)生的輻射能量已經(jīng)成為噪聲的主要來(lái)源。如圖3所示，DCDC變換器電磁干擾（EMI）包括輻射發(fā)射（RE）、傳導(dǎo)發(fā)射（CE）、輻射敏感度（RS）和傳導(dǎo)敏感度（CS）。DCDC變換器是以功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件為核心的高頻功率電子電路，通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件周期性通斷工作，控制開(kāi)關(guān)元件的時(shí)間占空比來(lái)調(diào)整輸出電壓。試驗(yàn)中EUT不應(yīng)出現(xiàn)任何故障、性能降低或偏離規(guī)定的指標(biāo)值。10kV的電壓值進(jìn)行試驗(yàn)。 表5 CS116電纜和電源線(xiàn)阻尼正弦瞬變傳導(dǎo)敏感度要求 靜電電弧放電敏感度試驗(yàn)(E
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