3 开关电源的电磁兼容设计

　　进行开关电源的电磁兼容性设汁时，首先要明确系统需要满足的电磁兼容标准；确定系统内的关键电路，包括强干扰源电路、高度敏感电路；明确电源设备工作环境中的电磁于扰源及敏感设备；然后确定对电源设备所要采取的电磁兼容性措施。因此，开关电源的电磁兼容设计主要从以下3个方面入手：

　　1）减小干扰源的电磁干扰能量；

　　2）切断干扰传播途径；

　　3）提高受扰设备的抗干扰能力。

　　下面以隔离式DC／DC变换器为例，讨论开关电源的电磁兼容性设计。

　　3.1 DC／DC变换器输入电路的电磁兼容设计

　　如图2所示，FV1为瞬态电压抑制二极管RV1为压敏电阻，都具有很强的瞬变浪涌吸收能力，能很好地保护后级元器件或电路免遭浪涌电压的破坏。Z1为直流EMI滤波器，必须良好接地接地线要短，最好直接安装在金属外壳上，还要保证其输入、输出线之间的屏蔽隔离，才能有效地切断传导干扰沿输入线的传播和辐射干扰沿空间的传播。L1及C1组成低通滤波电路，当L1电感值鞍大时，还须增加如图2所示的D1和R1，形成续流回路，吸收L1断开时释放的电场能量，否则，L1产生的电压尖峰就会形成电磁干扰，电感L1所使用的磁芯最好为闭合磁芯，带气隙的开环磁芯的漏磁场会形成电磁干扰，C1的容量较大为好，这样可以减小输入线上的纹波电压，从而减小在输入导线周围形成的电磁场。

　　3.2 高频逆变电路的电磁兼容设计

　　如图3所示，C2、C3、V2、V3组成的半桥逆变电路，V2、V3为lGBT或M0SFET等开关器件，在V2、V3开通和关断时，由于开关时间很短以及引线电感、变压器漏感的存在，回路会产生较高的di／dt、dv／dt，从而形成电磁干扰，为此，在变压器原边两端增加R4、C4构成的吸收回路，或在V2、V3两端分别并联电容器C5、C6，并缩短引线，减小a—b、c—d、g—h、e—f的引线电感。在设计中，G4C5、C6。一般采用低感电容，电容器容量的大小取决于引线电感量、同路中电流值以及允许的过冲电压值的大小，由LI2／2=C△V2／2求得C的大小（L为回路电感，I为回路电流，△V为过冲电压值）。

　　为减小△V，就必须减小回路引线电感值，为此，在设计时常使用一种叫“多层低感复合母排”的装置，由我集团公司申请专利的该种母排装置能将回路电感降低到足够小，达lOnH级，从而达到减小高频逆变回路电磁干扰的目的。

　　在大电流或高电压下的快速开关动作是产生电磁噪声的根本，因此，尽可能选用产生电磁噪声小的电路拓扑，如在同等条件下双管正激拓扑比单管正激拓扑产生电磁噪声要小，全桥电路比半桥电路产生电磁噪声要小。另外，使用ZCS或ZVS软开关变换技术能有效降低高频逆变回路的电磁干扰。

　　图4所示为增加缓冲电路后开关管上的电流、电压波形与没有缓冲回路时的波形比较，可见增加缓冲电路后电流电压变化率降低很多。

　　由于变压器是一个发热元件，较差的散热条件必然导致变压器温度升高，从而形成热辐射，因此，变压器必须有很好的散热条件。

　　通常将高频变压器封装在一个铝壳盒内，并灌注电子硅胶，铝盒还可安装在铝散热器上，这样变压器即可形成较好的电磁屏蔽，还可保证有较好的散热效果．减小串磁辐射。