淺談非隔離式電源的共模電流
圖 2 100 fF 可導致超出 EMI 限制
上升時間控制通過降低電源的開關速度來限制高頻譜,最適合解決 10MHz 以上的 EMI 問題。減小開關節(jié)點的寄生電容很容易,只需最小化蝕刻面積或者使用屏蔽材料。該節(jié)點到整流電源線路的電容,不會形成共模電流,因此您可以將導線埋入多層型印制線路板 (PWB),從而減少大量不需要的電容。但是,您無法徹底消除它,因為 FET 漏極和電感仍然余留有電容。圖 2 給出了一幅曲線圖,引導您逐步計算 EMI 頻譜。第一步是計算電壓波形(紅色)的頻譜。通過計算漏電壓波形的傅里葉級數,或者只需計算基本分量然后對包線取近似值(1除以調和數和基本分量),便可完成上述計算。在高頻完成進一步的調節(jié)(1/ (pi *上升時間)),如7MHz以上頻率所示。下一步,用該電壓除以寄生電容的電抗。有趣的是,低頻輻射為扁平穩(wěn)定狀態(tài),直到頻率穿過由上升時間設定的極點為止。最后,CISPR B 類規(guī)定也被繪制成圖。僅 0.1 pF 的寄生電容和一個高壓輸入,輻射就已接近于規(guī)定值。
EMI 問題也存在于更高的頻率,原因是輸入線路傳輸共振引起的電路共振和輻射。共模濾波可以幫助解決這些問題,因為在 C_Stray2存在大量的電容。例如,如果電容大小為 20 pF,則其在 5MHz 下阻抗低于 2 K-Ohms。我們可以在電路和50 Ohm 測試電阻器之間增加阻抗足夠高的共模電感,以降低測得輻射。更高頻率時,也是如此。
總之,使用高壓、非隔離式電源時,共模電流會使 EMI 輻射超出標準規(guī)定。在一些雙線式設計中(無基底連接),解決這個問題尤其困難,因為有許多高阻抗被包含在內。解決這個問題的最佳方法是最小化寄生電容,并對開關頻率實施高頻脈動。頻率更高時,電路其余部分的分散電容的阻抗變小,因此共模電感可以同時降低輻射發(fā)射和傳導發(fā)射。
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