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MCM功率電源模塊電磁兼容技術研究
2021/04/15

對MCM功率電源而言,由于其工作在幾百kHz的高頻開關狀態,故易成為干擾源。從國外同類公司的報告及實際措施來看,解決DC/DC變換器電磁干擾主要就是滿足10kHz~10MHz電源線傳導發射(即國軍標GJB151A-97中CE102)的要求。

  解決的關鍵技術

  1.電路的設計技術

  通過EDA仿真,利用可靠性優化和可靠性簡化技術設計電路參數,著重解決如下問題。 ① 線路的自激振蕩:合理地選擇消振網絡,消除DC/DC變換器的R、L、C參數選取的不合理性引起的振蕩,減小EMI的電平。DC/DC電源由于工作在高頻開關狀態,很容易形成高頻自激,有時反應為帶滿載時正常帶輕載時自激,有時反映為常溫時正常高溫或低溫時自激,因此元器件的選取、補償網絡的應用顯得尤為重要。

  ② 紋波與噪聲的有效抑制:抑制的方法大致可以歸結為二類,即降低本身的紋波與噪聲和設計濾波電路。

  為了抑制外來的高頻干擾,也為了抑制DC/DC變換器對外傳導干擾,通過在DC/DC變換器的輸入端、輸出端設計濾波電路,抑制共模、差模干擾,降低EMI電平。其中,C1、C2、C3為差模濾波電容,C4、C5為共模濾波電容,L1為共模扼流圈,L2為差模濾波電感。

  為了減少DC/DC變換器通過輸入、輸出端傳導EMI,除了在輸入、輸出端采取LC濾波外,還在電源的輸入地到金屬外殼之間、輸出地到金屬外殼之間增加高頻濾波電容,以減少共模干擾的產生。但此處要注意電容耐壓要大于500V,以滿足產品隔離電壓的要求。

  圖中,L1、C1組成的輸入濾波電路和L2、C2組成的輸出濾波電路能減少紋波電流的大小,從而減少通過輻射傳播的電磁干擾。濾波電容C1、C2采用多個電容并聯,以減少等效串聯電阻,從而減小紋波電壓。C3、C4、C5、C6用于濾除共模干擾,其值不宜取大,以避免有較大的漏電流。

  2 抑制干擾源技術

  DC/DC變換器的主要干擾源有高頻變壓器、功率開關管及整流二極管,為此逐一地采取措施。

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