在电源模块的应用中,EMC设计往往是最重要的,因为它关系到整个用户产品的EMC性能。那么如何提高EMC的性能呢?本文从电源模块的设计和应用角度为大家讲解。
EMC测试,也称为电磁兼容性,描述了产品的性能,即电磁发射/干扰EME和电磁抗干扰EMS。EME包传导和辐射,而EMS包含静电、脉冲群、浪涌等。为了提高用户系统的稳定性,我们将从电源设计和应用的角度介绍四种常见的解决方案:
浪涌保护电路
在电源模块的实际应用中,工程师经常使用浪涌保护电路来保证EMC的性能和系统的稳定性。浪涌电压的来源有很多种,比如雷击、短路故障、频繁启动设备等,让我们直接看看如何设计浪涌保护电路。
如图1所示,为了提高输入级的浪涌保护能力,在外围增加了压敏电阻和TVS管。然而,图中的电路(a)、(b)的最初目的是实现两级保护,但可能适得其反。如果(a)中MOV2的压敏电压和通流能力低于MOV1,MOV2可能无法承受浪涌的冲击,导致整个系统瘫痪。同样,在电路(b)中,由于TVS的响应速度比MOV快,MOV往往不起作用,TVS过早损坏。因此,正确的连接方法一般如图(c)所示。
两级浪涌保护
此外,还可以在MOV和TVS之间增加电阻,防止TVS先导损坏;选择R时,应考虑R的功耗,以免先损坏R;同时,它可以并联电容,吸收能量,提高抗浪涌能力。
注:MOV和TVS的选择非常重要。选择适当的最大允许电压和最大通过流量是非常重要的。应参考电源模块的输入电压和浪涌试验等级。如果电压选择较小,则后端电源不正常,如果电压选择较大,则无法起到保护作用。如果通过流量选择较小,设备很容易损坏。
PCB设计的电源模块
由于模块电源产品具有模块电源PCB设计规范的要求,因此应考虑散热设计、EMC设计、干扰设计和生产工艺设计等,涉及的内容很多,因此PCB设计是模块电源产品开发过程中最重要的环节之一。
内部电路设计的电源模块
电源模块不是线性电源类型,而是开关电源。当开关管打开和关闭时,电压和电流切断,导致更大的瞬态变化(di/dt.dv/dt),因此开关电源是一个更大的EMC干扰源。隔离电源模块常用的电路拓扑:隔离正激和隔离反激。通过产品内部电路设计+PCB设计,产品的EMC性能达到最佳状态。
电源模块传导骚扰设计
在设计电源模块传导骚扰电路时,首先需要分析电源模块的传导骚扰情况,并找到相应的解决方案。示波器分析如下:
1.低频:150KHz-1mhz频率,特别是开关频率点-差模骚扰。
解决方案:差模滤波。
中频:1mhz-10mhz频率-差模和共模骚扰。
解决方案:适当加一点共模滤波。
3.高频:10mhz-30mhz频率-共模骚扰。
解决方案:共模滤波。
因此,为了解决电源模块传添加差模滤波和共模滤波电路,以解决电源模块传输骚扰问题:
经验分享:如果一个电源模块的频率范围是30MHz-1000MHz通过示波器测试,辐射骚扰从传导骚扰波形预测好坏,高频直线上升,没有下降趋势,那么产品的辐射骚扰一般都很差。
总结
EMC测试通常是非常实用的,但是如果我们掌握了一些基本原理,在设计EMC前级电路时会有更多的测试方向,从而缩短项目开发的时间。
具有稳定性能的电源模块,完善的浪涌保护电路,将最大限度地保证系统供电的稳定性和可靠性。
点击立即申请行业解决方案!