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DC-DC模块电源

DC-DC转换器的电磁兼容技术浅谈

发布日期:2022-04-17 点击率:100

滤波器的网络结构及参数等相应措施加以解决。

  

  图1 DC-DC转换器的共模干扰信号和差模干扰信号分布图

  DC-DC转换器的EMC设计

  屏蔽和接地

  屏蔽能有效地抑制通过空间传播的电磁干扰。采用屏蔽的目的有两个:一是限制内部的辐射电磁能越过某一区域;二是防止外来的辐射进入某一区域。屏蔽是解决DC-DC转换器EMC问题的手段之一,目的是切断电磁波的传播途径,主要是做好DC-DC转换器的机壳密封性屏蔽。接地的要点是电位相同、内部电路不互相干扰、抵御外来干扰。尽量减少导线电感引起的阻抗,增加地环路的阻抗,减少地环路的干扰。

  软开关技术

  应用软开关技术,实现零电压开关与零电流开关运行可以大大减小功率器件的di/dt和dv/dt。即功率管能在零电压下导通和零电流下关断,若同时快速二极管也采用软关断,则可以大幅度降低DC-DC 转换器的EMI水平。

  优化缓冲电路

  在开关管的驱动电路中添加缓冲电路也可以有效减少电路中的di/dt和dv/dt,从而减少EMI干扰源。缓冲电路延缓功率开关器件的导通、关断过程,从而降低DC-DC 转换器的EMI水平。对于相同型号的开关管,在其他条件相同只是驱动缓冲电路不同的情况下由试验来决定。

  例如中转换器A采用无驱动缓冲电阻的驱动电路;转换器B则采用了150Ω驱动缓冲电阻反并联二极管的驱动电路。通常开关管关断的 dv/dt要比开通时小很多,对DC-DC 转换器的EMI水平影响较小。反向并联有二极管,这样开通速度可以减慢,而关断速度不受影响,可以最大限度地保证原有的整机效率不受影响。

  实验证明转换器B中开关管开通速度要比转换器A慢很多,转换器B开关管开通时VDS的 dv/dt 为2V/nS左右,而转换器A开关管开通时VDS的dv/dt为5V/nS左右,要大很多。可见增加适当的驱动电阻并优化驱动电路,可以显著的减小电路中的di/dt和dv/dt,降低电源DC-DC 转换器的EMI水平。

  EMI辐射发射试验进一步验证开关管驱动缓冲电阻大小对整个DC-DC转换器EMI水平的影响。图2为转换器B采用非夹绕变压器时,当驱动电阻取值为1Ω和47Ω(反向并联有二极管)时的辐射干扰。可以看出增大驱动电阻后,30MHz和接近200MHz的频点各有3_5dB的明显改善。

  驱动电阻为1Ω(水平方向)

  驱动电阻为47Ω(水平方向)

  

  图2 驱动电阻对辐射发射的影响


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