导语:在现代电子技术的快速发展中,开关电源作为一种高效、体积小、重量轻的功率转换器,广泛应用于计算机及外围设备通信、自动控制、家用电器等领域。然而,由于其工作在高频开关状态,内部会产生很高的电流、电压变化率,这些变化会导致开关电源产生较强的电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)信号。
这些EMI信号不仅对周边的电子设备造成干扰,还可能对 电网造成污染,使得相关标准和法规越来越严格。因此,对开关电源进行有效地EMI抑制成为了研究的一个新热点。本文将系统地探讨开关电源EMI产生机理及其抑制技术,以期为设计人员提供一个全面的指导。
开关电源EMI抑制
1.1 采用滤波器抑制E MI
滤波是减少EMI信号影响的一种重要方法,可以有效地隔离传导和辐射干扰。在开关電力输出和输入電路中安装适当的滤波器,可以解决传导干扰问题,同时也是解决辐射干扰的一种重要措施。滤波技术分为无源滤波和有源滤波两大类。
1.2 屏蔽技术与接地技术
屏蔽是防止或减少非同向感应作用的一种常见方法。在设计时,要确保屏蔽层能够完全覆盖所有可能发射出杂散场(即可控场)的元件,并且要考虑到接地连接的问题,因为接地可以减少静态位移引起的地线交流模式而带来的杂散场。
1.3 PCB设计技巧
印刷基板(PCB)布局也非常关键,它直接影响到整个系统是否能达到良好的抗噪声性能。在PCB上应该尽量避免长距离通路,保持足够的小尺寸,并使用双层或四层PCB以便更好地隔离不同功能区域,从而降低相互之间间谍式耦合所引起的噪声水平。此外,对于敏感节点,如数字信号处理单元,与其他部分隔离并采用良好的绝缘材料做封装,也是提高抗噪声性能的手段之一。
1.4 扩频调制技术
扩频是一种通过改变数据或载流子的速率来增加其带宽从而降低其能量密度的方式。这一策略被用于降低放大器所产生的人造辐射以及由此引起的问题。此外,在实际应用中还需要考虑如何实现与现有的系统兼容性,以及如何最大化利用扩频能力以最小化成本。
1.5 PFC网络优化
PFC网络能够使输入功率因数更接近单位,从而显著降低谐波内容并改善整流过程中的效率。这种网络通常包括一个或者多个变压器后面跟着一个PFC控制单元,然后是一个桥式整流单元及它后的输出过渡同步串联储备二次侧直流稳压转换器组成。而这就需要我们在具体实施时根据不同的需求选择合适的手段去执行,比如是否需要增益调整或者是否需要进一步优化环路参数等等。
结论:
随着科技日新月异,各种电子产品不断涌现,其中许多都依赖于高速、高效、高可靠性的功率管理方案。一方面,我们必须认识到这些方案本身就是潜在的大规模生产环境中的复杂问题;另一方面,我们必须找到既满足特定应用需求又能保证安全运行的情景。这要求我们要不断创新,不断提升自己的专业技能,同时也要注重节能减排,为绿色环保贡献力量。
参考文献:
[引用来源]