开关电源中的电磁辐射(EMI)源


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开关电源的EMI干扰源集中体现在开关功率管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击和外界辐射等。
(1)       功率开关管
开关功率管工作在On-Off快速循环转换的状态,dv/dt和di/dt都在急剧变化中相互转换,因此,开关功率管既是电场耦合的主要干扰源,也是磁场耦合的主要干扰源,同时也是热噪声的产生源。
(2)       变频变压器
高频变压器的EMI来源集中体现来漏感和分布电容所对应的dI/dt和dV/dt快速循环变换,因此高频变压器是电、磁场耦合的重要干扰源。
(3)       整流二极管
开关电源中的整流主要包括输入级的低频整流和输出级的高频整流,而输出级的高频整流有时是由快恢复二极管来承担,有时又由可控的同步整流技术来承担。输入级的低频整流二极管由于发热而带来的EMI主要体现在低频段,而输出级的高频整流的EMI来源集中体现在反向恢复特性上,反向恢复电流的断续变化点会在引线/PCB布线电感以及杂散电感等电感上产生较高的dv/dt,从而导致极强的电磁干扰。
(4)       PCB
实际上PCB布局和引线是上述干扰源的耦合和传输通道,PCB布局和引线,以及连线的长短和粗细的优劣,直接影响着对上述EMI源所产生的EMI抑制的好坏。因此,开关电源设计过程中PCB设计也是至关重要的。

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