可靠性設(shè)計(jì)之“電源EMC設(shè)計(jì)”

時(shí)間：2021-09-18 17:55:56

關(guān)鍵字： EMC 電源 C設(shè)計(jì)

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[導(dǎo)讀]本文主要介紹電源入口處的EMC設(shè)計(jì)方法，包括防雷擊浪涌、濾波等等措施。電源部分的電磁兼容設(shè)計(jì)主要是傳導(dǎo)發(fā)射和浪涌。電源輸入部分的EMC設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下規(guī)則：先防護(hù)后濾波。第一級(jí)防護(hù)器件應(yīng)在濾波器件之前，防止濾波器件在浪涌、防雷測(cè)試中損壞，或?qū)е聻V波參數(shù)偏離，第二級(jí)保護(hù)器件可以放在濾...

本文主要介紹電源入口處的EMC設(shè)計(jì)方法，包括防雷擊浪涌、濾波等等措施。

電源部分的電磁兼容設(shè)計(jì)主要是傳導(dǎo)發(fā)射和浪涌。電源輸入部分的EMC設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下規(guī)則：

先防護(hù)后濾波。第一級(jí)防護(hù)器件應(yīng)在濾波器件之前，防止濾波器件在浪涌、防雷測(cè)試中損壞，或?qū)е聻V波參數(shù)偏離，第二級(jí)保護(hù)器件可以放在濾波器件的后面；選擇防護(hù)器件時(shí)，還應(yīng)考慮個(gè)頭不要太大，防止濾波器件在PCB布局時(shí)距離接口太遠(yuǎn)，起不到濾波效果。
CLASS B規(guī)格要求的電源輸入端推薦兩級(jí)濾波電路，且盡量靠近輸入端。CLASS B要求比CLASS A要求小10dB，即小3倍，所以應(yīng)有兩級(jí)濾波電路；CLASS A規(guī)格要求至少一級(jí)濾波電路；所謂一級(jí)濾波電路指包含一級(jí)共模電感的濾波電路。
在電源輸入端濾波電路前和濾波電路中無采樣電路和其它分叉電路；如果一定要有采樣電路，采樣電路應(yīng)額外增加了足夠的濾波電路。電源采樣電路應(yīng)從濾波電路之后采樣；如果采樣電路精度要求很高，必須從電源入口進(jìn)行采樣時(shí)，必須增加額外濾波電路。

浪涌的防護(hù)原理為：泄放為主，阻擋為輔；防護(hù)器件的基本結(jié)構(gòu)為：多級(jí)防護(hù)，逐級(jí)削減。

第一級(jí)防護(hù)（泄放）：電源端口的第一級(jí)防護(hù)一般選用鉗位型大通流保護(hù)器件。

退耦元件（阻擋）：由于第一級(jí)防護(hù)器件與第二級(jí)防護(hù)器件采用的過電壓保護(hù)器件種類不同，第一級(jí)防護(hù)器件的擊穿電壓大，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，所以要在兩級(jí)過壓保護(hù)器件之間加退耦元件才能保證讓第一級(jí)防護(hù)先動(dòng)作，先泄放掉較大部分能量，殘余能量再由第二級(jí)防護(hù)進(jìn)行泄放。退耦元件要求有一定的阻抗才能起到退耦的作用。

第二級(jí)防護(hù)（泄放）：第二級(jí)防護(hù)與第一級(jí)防護(hù)類似，但一般會(huì)選用反應(yīng)速度快鉗位電壓低的TVS、ESD等。

一般電源入口的防護(hù)器件的順序是：氣體放電管、壓敏電阻、抑制二極管、EMI濾波器、電感或者共模電感等等。

電源輸出部分的EMC設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下規(guī)則：

電源模塊輸出一定要有濾波措施，推薦使用共模電感或差模電感；用共模電感或磁珠進(jìn)行濾波，防止開關(guān)電源的噪聲串到整個(gè)單板的電源、地上。
長(zhǎng)距離電源走線預(yù)留足夠電容組10uF/0.1uF或1uF/0.01uF。電源轉(zhuǎn)換芯片輸入輸出端一定要并聯(lián)BULK電容和去耦電容。