可靠性設(shè)計(jì)之“電源EMC設(shè)計(jì)實(shí)例”

時(shí)間：2021-09-18 17:55:56

關(guān)鍵字： EMC 電源 C設(shè)計(jì)

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[導(dǎo)讀]本文主要介紹交流、直流電源入口的EMC設(shè)計(jì)。交流電源第一級(jí)共模防護(hù)采用壓敏電阻氣體放電管，差模采用壓敏電阻。氣體放電管不能直接用在交流電源防護(hù)口（尤其是220V輸入）。首先，因?yàn)槠錇殚_關(guān)型防護(hù)器件，動(dòng)作時(shí)電壓很低，會(huì)影響系統(tǒng)的供電；其次，氣體放電管存在續(xù)流的問(wèn)題，動(dòng)作后，只需要很...

本文主要介紹交流、直流電源入口的EMC設(shè)計(jì)。

交流電源

第一級(jí)共模防護(hù)采用壓敏電阻氣體放電管，差模采用壓敏電阻。氣體放電管不能直接用在交流電源防護(hù)口（尤其是220V輸入）。首先，因?yàn)槠錇殚_關(guān)型防護(hù)器件，動(dòng)作時(shí)電壓很低，會(huì)影響系統(tǒng)的供電；其次，氣體放電管存在續(xù)流的問(wèn)題，動(dòng)作后，只需要很低的電壓就能保證其導(dǎo)通，存在安全風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于220V系統(tǒng)而言，第一級(jí)共模濾波不推薦單獨(dú)使用壓敏電阻。首先，因?yàn)閴好綦娮璐嬖诶匣瘑?wèn)題，多次泄放之后性能會(huì)下降；其次壓敏電阻的失效模式為短路失效，失效后存在安全風(fēng)險(xiǎn)；最后，壓敏電阻具有較大的寄生電容，在220V的系統(tǒng)中存在一定的漏電流；退耦電路采用共模電感，因?yàn)?20V開關(guān)電源的EMI噪聲比較嚴(yán)重，共模電感除了退耦作用外，還可以濾除EMI噪聲。對(duì)于220V系統(tǒng)的浪涌防護(hù)來(lái)說(shuō)，不推薦使用電阻和PPTC代替共模電感，因?yàn)橐话?206電阻的最高額定電壓為200V，最高過(guò)負(fù)荷電壓為400V；大部分的PPTC的耐壓為60V以下；而220V交流電源的峰值為311V，電壓的降額不夠。而且電阻和PPTC的EMI抑制效果會(huì)很差，所以推薦使用共模電感；C1為X電容，C2、C3為Y電容。該電容對(duì)浪涌的泄放很有限，主要是用于EMI的處理。第二級(jí)共模防護(hù)采用TVS管，放置在整流橋的后面。如果防護(hù)要求不高，可直接采用第一級(jí)防護(hù)或者第二級(jí)防護(hù)。如果只有一級(jí)防護(hù)系統(tǒng)，那么保險(xiǎn)絲或者PPTC須放置在最前端。同時(shí)，對(duì)于低壓交流系統(tǒng)，安規(guī)部分的X、Y電容也可以去掉。

直流電源

電源負(fù)極的第一級(jí)共模防護(hù)推薦采用氣體放電管，因?yàn)樨?fù)極的電壓為0，所以不存在續(xù)流和測(cè)試時(shí)影響系統(tǒng)供電的情況，差模采用壓敏電阻。正極的共模防護(hù)通過(guò)差模的壓敏電阻和負(fù)極的氣體放電管實(shí)現(xiàn)，可以節(jié)省成本和板面積。退耦電路和第二級(jí)防護(hù)的設(shè)計(jì)可以與交流電源的情況一樣采用共模電感，也可以直接采用PPTC或者電感/電阻。電阻一般推薦4.7Ω以上，最好不超過(guò)10Ω，電阻上有壓降，存在消耗功率和發(fā)熱的情況。如果防護(hù)要求不高，可直接采用第一級(jí)防護(hù)或者第二級(jí)防護(hù)。如果只有一級(jí)防護(hù)系統(tǒng)，那么保險(xiǎn)絲或者PPTC須放置在最前端；如果系統(tǒng)沒(méi)有大地，則不用做共模防護(hù)。