0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

搞设计,如何保证电源模块EMC性能?

AGk5_ZLG_zhiyua 来源:互联网 作者:佚名 2017-12-15 09:43 次阅读

想必大家对电源模块一点都不陌生,而EMC性能作为电源模块的重要指标,在选型时,你知道如何深入的了解各类电源模块的EMC性能吗?在应用时,又该怎样提升模块的EMC防护能力?本文将为您解答。

众所周知,EMC是指电磁兼容测试,指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰,也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。隔离电源模块的EMC测试包含EMI(电磁干扰)测试和EMS(电磁抗扰度)测试两项,那么如何保证电源模块的EMC性能呢?本文将为大家揭晓。

一、EMC简介

EMI电磁干扰指被测设备对周围设备产生干扰的能力,主要包括传导骚扰CE、 辐射骚扰RE。电源模块的EMS电磁抗扰度指由于在正常运行时,设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰,根据国标根据国标GB/T 16821-2007 《通信用电源设备通用试验方法》中规定电源模块测试主要包括群脉冲抗扰度(EFT)、浪涌抗扰度(SURGE)、静电放电抗扰、辐射抗扰度等项目。

EMC的产生必须具备的三要素,干扰源、传输介质以及敏感设备,如下图1所示。三者缺一个都构不成EMC问题,那么电源模块的设计中仅需针对其中一个方面进行整改即可实现EMC防护,例如从干扰源进行根除、改善传输介质避免干扰传递或将敏感设备远离干扰源等方法。

图1 EMC三要素

二、EMC干扰防护第一式——电路设计

高功率密度、高转换效率的电源模块一般都是开关电源,在开关管开通、关断时,电压和电流都会被斩波,造成较大瞬态变化(di/dt、dv/dt),所以电源模块不论其使用什么样的拓扑结构,只要是开关电源,其都会产生一定程度的EMC干扰如图2所示。

图2 开关电源常见拓扑与斩波

电源模块的EMC性能可通过优化自身拓扑结构和规范PCB设计进行提升。例如:

  • 电路设计中,以先保护后滤波为原则,保护器件应放置在离产品的静电导入口最近的地方;

  • 拓扑设计中,选择连续导通模式(CCM)的拓扑,例如Boost、全桥、推挽等拓扑;

  • 在电路防护方面,开关管建议加RC吸收电路和RCD吸收电路,且靠近开关管放置,从而降低尖峰电压,在EMC传输路径上使用π型滤波和全波整流电路等滤波电路,具体可参考图3;

  • PCB设计中,尽可能地大面积铺地,并且尽量减小对地平面的分割,减小回路面积,从而降低干扰。避免出现大面积孤立铜区,大面积孤立铜区会因电磁等原因影响模块的可靠性;减少布线的长度,从而减小动态节点处电感,避免产生较强的电磁场。

图3 电源模块EMC优化拓扑

三、EMC干扰防护第二式——器件选择

电源模块的元器件选择会直接的影响模块的整体性能,接下来将为大家从电源芯片、高频变压器、场效应管以及共模电感等方面介绍,具体如下所示。

  • 高频变压器:应保证直流损耗低、交流损耗低,漏感小,并且需要良好的绕组布局让绕组之间有良好的屏蔽,从而使开关电源工作时,在漏极产生的尖峰尽可能的小;

  • 场效应管:关注其导通电阻和低栅极电荷两项参数,这两项即影响模块的EMC性能也影响整体的效率,所以要做好两者的平衡;

  • 共模电感:与其他无源器件相同,关注其电参数,例如额定电压、额定电流、电感量以及漏感等参数

  • 滤波电容:应用于输入端进行滤波;应用于输出端吸收开关频率及高次谐波电流分量,需求趋势是小型大容量化、高频低阻抗化以及高耐压;

  • 压敏电阻:要求最大直流工作电压大于电源及信号线直流工作电压。

图4 电源模块部分元器件

四、EMC干扰防护第三式——外围保护

电源模块作为模块类产品,对于体积的要求较高,如果仅要依靠电源模块内部的设计满足要求,则产品的体积会非常之大,成本会非常昂贵,因为吸收EMS的电子元器件的体积都很大,所以高等级的EMC干扰防护只能通过外围电路设计来满足系统的EMS要求。

根据国标GB/T 16821-2007 《通信用电源设备通用试验方法》中规定,传导骚扰(CE)的波形大体是分为三种成份组成,分别是低频(150KHz~0.5MHz)、中频(0.5MHz~5MHz)以及高频(5MHz~30MHz)。而针对不同情况则需要不同的外围电路进行解决。

  • 低频:属于差模骚扰,使用差模滤波电路解决;

  • 中频:同时有差模和共模骚扰,由共模滤波电路和差模滤波电路共同解决;

  • 高频:属于共模骚扰,使用差模滤波电路解决。

电源线中往往同时存在共模和差模干扰,因此电源EMI滤波器是由共模滤波电路和差模滤波电路综合构成,如图5所示。

图5 电源模块EMC外围推荐电路

五、EMC干扰防护第四式——优质的电源模块

对于自主搭建的电源模块,不仅研发周期较长和生产成本较高,且产品的一致性与可靠性均难以保证,此时可以选用一款优质的电源模块进行产品设计。

ZLG致远电子自主研发、生产的隔离电源模块,具有宽输入电压范围,隔离1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列,封装形式多样,兼容国际标准的SIP、DIP等封装。同时致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室,配备最先进、齐全的测试设备,全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC测试,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场,为用户提供稳定、可靠的电源隔离解决方案。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电源管理
    +关注

    关注

    112

    文章

    5968

    浏览量

    141026
  • emc
    emc
    +关注

    关注

    162

    文章

    3593

    浏览量

    180836

原文标题:电源EMC设计知多少?

文章出处:【微信号:ZLG_zhiyuan,微信公众号:ZLG致远电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    BOSHIDA博电科技 ACDC电源模块EMC性能

    电源模块
    稳控自动化
    发布于 :2023年03月24日 09:47:24

    电源模块的技术要求 BOSHIDA 安全认证 EMC要求 输出波纹和噪声

    电源模块emc
    稳控自动化
    发布于 :2024年03月12日 10:25:51

    电源模块EMC设计

    如何保证电源模块EMC性能呢?这里将为大家揭晓。1、EMC简介EMI电磁干扰指被测设备对周围设备产生干扰的能力,主要包括传导骚扰CE、 辐
    发表于 11-21 16:13

    电源模块的设计——提升 EMC 性能

    电源模块应用中,EMC 设计往往是重中之重,因为关乎整个用户产品的 EMC 性能。那么如何提升 EMC
    发表于 04-02 09:26

    EMC性能提高之电源模块的设计与运用视角

      引言:在电源模块运用中,EMC设计通常是头等大事,由于事关全部客户商品的EMC性能。那麼怎样提高EMC
    发表于 07-01 14:37

    如何提升EMC性能

    电源模块应用中,EMC 设计往往是重中之重,因为关乎整个用户产品的 EMC 性能。那么如何提升 EMC
    发表于 10-29 07:07

    什么是电源模块,如何保证模块性能的呢?

    `  一款优质电源必然具备启动性能好、转换效率高等特点,但你有没有想过宽压电源的输入电压范围那么广,而电源IC芯片又需要稳定的工作电压,我们该如何
    发表于 12-16 17:20

    液晶电视电源模块EMC设计

    液晶电视结构主要包括:液晶显示模块电源模块,驱动模块(主要包括主驱动板和调谐器板)以及按键模块。一般液晶显示模块由生产厂商在生产前已经完成
    发表于 01-25 15:04 2894次阅读
    液晶电视<b class='flag-5'>电源模块</b><b class='flag-5'>EMC</b>设计

    优化电源EMC的4种常用解决方案讲述

    电源模块应用中,EMC设计往往是重中之重,因为关乎整个用户产品的EMC性能。那么如何提升EMC性能
    发表于 03-30 15:20 8898次阅读
    优化<b class='flag-5'>电源</b><b class='flag-5'>EMC</b>的4种常用解决方案讲述

    EMC的设计优化 如何提升EMC性能呢?

    电源模块应用中,EMC设计往往是重中之重,因为关乎整个用户产品的EMC性能
    发表于 06-06 16:18 1486次阅读
    <b class='flag-5'>EMC</b>的设计优化 如何提升<b class='flag-5'>EMC</b><b class='flag-5'>性能</b>呢?

    电源模块应用:EMC的设计优化

    电源模块应用中,EMC设计往往是重中之重,因为关乎整个用户产品的EMC性能
    发表于 06-19 14:30 998次阅读
    <b class='flag-5'>电源模块</b>应用:<b class='flag-5'>EMC</b>的设计优化

    【产品应用】P系列定压电源模块EMC性能

    在隔离通讯、隔离驱动、隔离采样放大等应用场景需要功率1~3W的隔离电源。我司P系列电源模块为此量身设计,具有高隔离耐压、小隔离电容,优秀的EMC性能。只需简单的外围电路,就能实现优秀的
    的头像 发表于 02-23 15:02 495次阅读
    【产品应用】P系列定压<b class='flag-5'>电源模块</b>的<b class='flag-5'>EMC</b><b class='flag-5'>性能</b>

    如何保证电源模块EMC性能呢?

    众所周知,EMC是指电磁兼容测试,指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰,也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。
    发表于 07-06 11:44 706次阅读
    如何<b class='flag-5'>保证</b><b class='flag-5'>电源模块</b>的<b class='flag-5'>EMC</b><b class='flag-5'>性能</b>呢?

    如何看电源模块型号参数,电源模块选型指南

    电源模块根据用途和性能特点可以分为多种不同的类型,常见的有交流电源模块、直流电源模块、开关电源模块、线性
    的头像 发表于 07-14 14:37 2296次阅读

    DC电源模块需要具有EMI/EMC滤波器

    EMI/EMC(电磁干扰/电磁兼容)滤波器在DC电源模块中扮演着非常重要的角色。这种滤波器能够有效地降低电源模块发出的电磁辐射和对外部电磁干扰的敏感度,从而保证整个系统的稳定性和可靠性
    的头像 发表于 07-21 13:32 732次阅读