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如何解决电源设计中的难题

2016-12-23 10:00:43 小亿 125

对于设计LED电源的工程师来说,电磁干扰问题是一直存在于设计中的一个关键问题。如何能解决这个问题?我们先来看看影响电磁兼容的几个因素。

 

影响EMC的几个因素

 

(1)驱动电源的电路结构

 

最初的LED电源就是线性电源,但是线性电源在工作时会以发热的形式损耗大量能量。

虽然笨重,发热量大,优点是,对外干扰小,电磁干扰小,也容易解决。

 

而现在使用比较多的LED开关电源,都是以PWM形式的LED驱动电源是让功率晶体管工作

在导通和关断状态。功率半导体器件上所产生的损耗也很小。缺点比较明显的是,电磁干扰(EMI)也更严重。

 

(2)开关频率

 

LED电源的电磁兼容出现问题一般是开关电路的电源中。而开关电路是开关电源的主要干扰

源之一。

 

LED电源系统中,开关电路产生电流尖峰信号,而当负载电流变化时也会产生电流尖峰信号。这就电磁干扰根源之一。

 

(3)接地

 

在所有EMC题目中,主要题目是不适当的接地引起的。在开关电路频率低于1MHz时,可采用单点接地方法,但不适宜高频;在高频应用中,最好采用多点接地。混合接地是低频用单点接地,而高频用多点接地的方法。地线布局是关键,高频数字电路和低电平模拟电路的接地电路尽不能混合。

 

(4)设计

适当的印刷电路板(PCB)布线对防止EMI是至关重要的。

 

(5)智能LED电源的复位电路设计

LED电源中,有不少智能LED电源采用单片机控制,复位系统结合软件处理措施就是一道有效的纠错防御的屏障。

 

常用的复位系统有以下两种:

①外部复位系统。

②使用其内部的复位定时器

 

对干扰措施的硬件处理方法

 

1.减少开关电源本身的干扰

 

①软开关技术

 

②开关频率调制技术

 

③元器件的选择

 

合理使用电磁干扰滤波器

EMI滤波器的主要目的之一,电网噪声是电磁干扰的一种,它属于射频干扰(RFI)(其传导噪声的频谱大致为10KHz~30MHz,最高可达150MHz


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EMI滤波器能有效抑制开关电源适配器的电磁干扰

 

3中曲线a为不加EMI滤波器时开关电源适配器上0.15MHz~30MHz传导噪声的波形。

曲线b-是加入EMI滤波器后的波形,它能将电磁干扰衰减50分贝(Uv)~70分贝(Uv)

显然,插入EMI 滤波器的效果更佳。

 

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3:加入EMI滤波器前后的情况

 

2.切断干扰信号的传播途径

①电源线干扰可以使用电源线滤波器滤除。

②改善PCB板的电磁兼容性设计

 

3.增强受干扰体的抗干扰能力

①采用必要的共模/差模抑制电路,同时也要采取一定的滤波和防电磁屏蔽措施以减小干扰的进进。

②在条件许可的情况下尽可能采取各种隔离措施(如光电隔离或者磁电隔离),从而阻断干扰的传播。

③防雷击措施