開關電源係統的電磁兼容問題分析
發布時間:2019-07-05 責任編輯:xueqi
【導讀】開關電源係統的電磁幹擾在傳輸途徑方麵主要是包括兩個方麵:一是沿著線束進行傳輸,這方麵主要包括沿著電源端口進行傳輸以及信號端口進行傳輸;另一方麵主要是沿著空間進行傳輸。
隨sui著zhe電dian子zi技ji術shu的de飛fei速su發fa展zhan,電dian子zi設she備bei同tong時shi也ye朝chao著zhe功gong能neng集ji成cheng化hua,體ti積ji小xiao型xing化hua方fang向xiang發fa展zhan,這zhe給gei我wo們men帶dai來lai諸zhu多duo的de便bian利li,但dan是shi各ge種zhong電dian子zi設she備bei之zhi間jian的de電dian磁ci耦ou合he也ye成cheng了le工gong程cheng師shi們men麵mian對dui的de主zhu要yao問wen題ti。電dian子zi環huan境jing汙wu染ran的de危wei害hai性xing不bu亞ya於yu傳chuan統tong的de環huan境jing汙wu染ran。而er電dian磁ci汙wu染ran作zuo為wei環huan境jing汙wu染ran的de一yi部bu分fen也ye被bei提ti上shang了le議yi程cheng。電dian子zi設she備bei在zai正zheng常chang工gong作zuo時shi候hou,會hui承cheng受shou各ge種zhong電dian磁ci幹gan擾rao,包bao括kuo自zi身shen內nei部bu器qi件jian的de相xiang互hu幹gan擾rao,以yi及ji周zhou圍wei其qi他ta電dian子zi設she備bei的de幹gan擾rao,同tong時shi會hui對dui周zhou圍wei其qi他ta的de電dian子zi設she備bei產chan生sheng電dian磁ci幹gan擾rao。電dian子zi設she備bei在zai不bu同tong應ying用yong環huan境jing中zhong(家用、工控、電力)要求差異性非常大,這方麵可以參考通用標準IEC/EN61000-6係列或者對應產品的行業要求。
這種電磁幹擾在傳輸途徑方麵主要是包括兩個方麵:一是沿著線束進行傳輸,這方麵主要包括沿著電源端口進行傳輸以及信號端口進行傳輸;另一方麵主要是沿著空間進行傳輸。
1 電磁幹擾
電源在它的應用環境中必須符合對應的最低發射能量要求,否則就會對周圍環境的設備產生幹擾,標準IEC/EN61000-6按照通用類型的要求,分為工業環境設備要求和住宅區、商業區和輕工業環境的發射要求;對於電源這種通用類產品,在設計初期電磁幹擾定位除非是特別的型號,否則都會按照IEC/EN61000-6-3或者IEC/EN61000-6-4執行設計。
隨著電源的體積不斷的小型化,功率密度不斷的增加,對於電源本身的電磁幹擾設計難度不斷的加大,MORNSUN目前市場上所有的AC-DC不僅內置了濾波器,同時在變壓器屏蔽方麵、功率器件噪聲吸收方麵都投入了大量的設計成本,滿足承諾的指標要求;R2代小功率DC-DC產品全部采用六麵屏蔽結構進行設計,滿足行業EN55022/CISPR 22、EN55011/CISPR 11的CLASS A要求,符合基礎性行業的等級要求。
雖sui然ran電dian源yuan自zi身shen電dian磁ci幹gan擾rao方fang麵mian投tou入ru了le很hen大da的de設she計ji成cheng本ben,也ye符fu合he承cheng諾nuo的de各ge項xiang指zhi標biao要yao求qiu,但dan是shi電dian源yuan在zai市shi場chang應ying用yong方fang麵mian還hai是shi難nan免mian出chu現xian電dian磁ci幹gan擾rao超chao標biao的de問wen題ti;此(ci)時(shi),很(hen)多(duo)的(de)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)都(dou)會(hui)認(ren)為(wei)問(wen)題(ti)的(de)根(gen)源(yuan)在(zai)於(yu)電(dian)源(yuan),這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)認(ren)識(shi)其(qi)實(shi)是(shi)有(you)誤(wu)區(qu)的(de),因(yin)為(wei)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)傳(chuan)導(dao)騷(sao)擾(rao)測(ce)試(shi)項(xiang)目(mu),主(zhu)要(yao)是(shi)針(zhen)對(dui)電(dian)源(yuan)端(duan)口(kou)的(de),那(na)麼(me)電(dian)源(yuan)端(duan)口(kou)就(jiu)成(cheng)了(le)他(ta)的(de)傳(chuan)輸(shu)路(lu)逕(jing),所(suo)有(you)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)都(dou)會(hui)經(jing)過(guo)電(dian)源(yuan)端(duan)口(kou)到(dao)達(da)被(bei)測(ce)設(she)備(bei),但(dan)是(shi)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)測(ce)試(shi)到(dao)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)除(chu)了(le)來(lai)自(zi)電(dian)源(yuan)本(ben)身(shen)外(wai),主(zhu)要(yao)的(de)部(bu)分(fen)還(hai)包(bao)括(kuo)整(zheng)機(ji)中(zhong)的(de)其(qi)他(ta)部(bu)分(fen)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao),以(yi)及(ji)設(she)備(bei)內(nei)部(bu)寄(ji)生(sheng)參(can)數(shu)的(de)諧(xie)振(zhen)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao),這(zhe)一(yi)類(lei)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)會(hui)通(tong)過(guo)電(dian)源(yuan)端(duan)口(kou)耦(ou)合(he)到(dao)測(ce)試(shi)設(she)備(bei),電(dian)源(yuan)內(nei)部(bu)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)是(shi)無(wu)法(fa)進(jin)行(xing)實(shi)現(xian)對(dui)這(zhe)部(bu)分(fen)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)進(jin)行(xing)濾(lv)波(bo),電(dian)源(yuan)應(ying)用(yong)環(huan)境(jing)千(qian)差(cha)萬(wan)別(bie),所(suo)有(you)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)濾(lv)波(bo)器(qi)部(bu)分(fen)都(dou)是(shi)以(yi)解(jie)決(jue)自(zi)身(shen)的(de)幹(gan)擾(rao)為(wei)首(shou)要(yao)考(kao)慮(lv)條(tiao)件(jian)的(de)同(tong)時(shi),濾(lv)波(bo)器(qi)衰(shuai)減(jian)特(te)性(xing)及(ji)頻(pin)譜(pu)特(te)性(xing)盡(jin)量(liang)會(hui)預(yu)留(liu)最(zui)大(da)的(de)餘(yu)量(liang),但(dan)不(bu)可(ke)能(neng)兼(jian)容(rong)所(suo)有(you)應(ying)用(yong)場(chang)合(he);那麼這就要求我們的整機設計人員在設計電源前端時候,一定要按照電源廠家推薦的應用電路進行設計,例如:LH15產品應用過程中出現EMI超標問題(見下圖)。

上圖為MORNSUN電源LH15-10B05傳導騷擾測試結果,此結果符合EN55022/CISPR22的CLASS B要求,而且餘量非常充分。

上圖為MORNSUN電源LH15-10B05的電源應用到某品牌產品上麵後,整機測試傳導騷擾結果,此結果無法符合EN55022/CISPR22的CLASS B要求,甚至連CLASS A都(dou)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu),更(geng)不(bu)用(yong)說(shuo)設(she)計(ji)餘(yu)量(liang)。所(suo)以(yi)電(dian)源(yuan)即(ji)使(shi)內(nei)部(bu)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)設(she)計(ji)等(deng)級(ji)再(zai)高(gao),在(zai)應(ying)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)一(yi)定(ding)要(yao)留(liu)應(ying)用(yong)部(bu)分(fen),具(ju)體(ti)參(can)數(shu)可(ke)參(can)考(kao)具(ju)體(ti)產(chan)品(pin)對(dui)應(ying)的(de)規(gui)格(ge)書(shu)。MORNSUN的電源產品在規格書中都會有應用電路這一欄,會將在應用電路的基礎上實現的指標,描述的非常詳細。
2 電磁抗擾度
電(dian)源(yuan)除(chu)了(le)要(yao)符(fu)合(he)上(shang)麵(mian)提(ti)到(dao)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)要(yao)求(qiu)外(wai),還(hai)必(bi)須(xu)符(fu)合(he)對(dui)應(ying)應(ying)用(yong)環(huan)境(jing)的(de)抗(kang)擾(rao)度(du)要(yao)求(qiu),如(ru)果(guo)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)此(ci)環(huan)境(jing)的(de)最(zui)低(di)要(yao)求(qiu),那(na)麼(me)就(jiu)會(hui)受(shou)到(dao)周(zhou)圍(wei)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)影(ying)響(xiang),產(chan)生(sheng)損(sun)壞(huai)、輸出不穩定等異常現象,最終影響整機的正常工作。
對於電源這種通用類產品,並沒有具體的標準要求抗擾度性能達到一定的等級,在應用到具體的行業時候參考行業的標準;但是在設計初期,並沒有定位具體的行業,隻能參考通用類標準IEC/EN61000-6的具體要求,標準IEC/EN61000-6-1/2分為工業環境設備抗擾度要求和住宅區、商業區和輕工業環境的抗擾度要求。MORNSUN電源AC-DC部分都是按照工業類型產品最嚴格的等級在進行設計,同時保證了設計的餘量非常充分,目前此類型電源承諾四級指標2KV(差摸)/4KV(共模)的防護能力的產品,內部設計的端口防護壓敏電阻都用的是14D的規格(見下圖)

通過下表可以明顯看出14D的規格持續通流量可以達到4.5KA,那麼承諾的指標隻有1KA(差摸)/333KA(共模),通(tong)過(guo)這(zhe)個(ge)對(dui)比(bi)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu),設(she)計(ji)的(de)降(jiang)額(e)已(yi)經(jing)非(fei)常(chang)大(da),但(dan)是(shi)產(chan)品(pin)長(chang)期(qi)在(zai)市(shi)場(chang)方(fang)麵(mian)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong),還(hai)會(hui)出(chu)現(xian)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)損(sun)壞(huai),最(zui)終(zhong)導(dao)致(zhi)電(dian)源(yuan)燒(shao)毀(hui)的(de)現(xian)象(xiang),究(jiu)其(qi)原(yuan)因(yin)主(zhu)要(yao)有(you)兩(liang)方(fang)麵(mian)因(yin)素(su):一方麵是由於壓敏電阻自身的老化原因產生的,目前市場上麵非常常用的ZnO壓敏電阻,中間是ZnO顆(ke)粒(li)構(gou)成(cheng)的(de)絕(jue)緣(yuan)層(ceng),兩(liang)麵(mian)通(tong)過(guo)鍍(du)銀(yin)形(xing)成(cheng)電(dian)極(ji),當(dang)兩(liang)麵(mian)電(dian)極(ji)的(de)電(dian)壓(ya)超(chao)他(ta)的(de)閥(fa)值(zhi)電(dian)壓(ya)時(shi)候(hou),漏(lou)電(dian)流(liu)會(hui)急(ji)劇(ju)增(zeng)大(da),最(zui)終(zhong)形(xing)成(cheng)瞬(shun)態(tai)電(dian)流(liu)泄(xie)放(fang),起(qi)到(dao)防(fang)護(hu)的(de)作(zuo)用(yong)。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 大聯大世平集團首度亮相北京國際汽車展 攜手全球芯片夥伴打造智能車整合應用新典範
- 2026北京車展即將啟幕,高通攜手汽車生態“朋友圈”推動智能化體驗再升級
- 邊緣重構智慧城市:FPGA SoM 如何破解視頻係統 “重而慢”
- 如何使用工業級串行數字輸入來設計具有並行接口的數字輸入模塊
- 意法半導體將舉辦投資者會議探討低地球軌道(LEO)發展機遇
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
接口IC
介質電容
介質諧振器
金屬膜電阻
晶體濾波器
晶體諧振器
晶體振蕩器
晶閘管
精密電阻
精密工具
景佑能源
聚合物電容
君耀電子
開發工具
開關
開關電源
開關電源電路
開關二極管
開關三極管
科通
可變電容
可調電感
可控矽
空心線圈
控製變壓器
控製模塊
藍牙
藍牙4.0
藍牙模塊
浪湧保護器



