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【原创】怎样做好开关电源模块外围电路的EMC与防护设计?

[原创]怎样做好开关电源模块外围电路的EMC与防护设计?

      单个的开关电源模块,几乎很难通过surge、EFT、CE、RE等EMC实验,尤其是国外的电源模块,尽管其可靠性高、寿命长、EMI控制得很好,但其抗干扰性(Surge、EFT)的性能不强。   

     因此,根据开关电源模块特性,做好外圈电路的EMC与防护设计,是设备通过EMC测试,或者提高其现场抗干扰性的关键所在。   

     了解开关电源的特性参数,是做好其EMC与防护设计的关键,哪些是开关电源最核心的EMC特性参数呢?  

       1)开关电源的输入电压与电流范围,瞬态抑制器件(压敏电阻、TVS管、保险丝)不应该在其正常输入范围内动作。  

       2)开关电源的最大瞬态干扰承受电压(input surge Withstand),外部电磁干扰经过瞬态抑制器件,或电容电感的滤波后,其残留的干扰,一定不能大于该限值。  

     3)利用好开关电源模块的绝缘耐压特性   开关电源绝缘耐压,其实是一种共模防护性能。其开关电源其输入+110、-110V与机壳地PG的绝缘强度为AC1500V,也就意味作该电源模块的浪涌、EFT的共模抗扰度至少DC2000V以上,即在通过浪涌、雷击、EFT共模三级(2KV)测试时,

不需要添加任何共模防护措施(绝缘防护,共模干扰无法击穿其绝缘材料,导致干扰只能电压没有形成回路,即无法形成有效的电磁干扰)。    如果要通过更高级别的浪涌或雷击测试(如四级,4KV)的话,可以将瞬态抑制器件的共模动作电压提高(如使用动作电压为DC3600V的气体放电管,仅在DC4KV的共模冲击中动作),这样能够在不影响电源抗干扰性能的前提下,提高防护器件的使用寿命(减小动作次数),以及不影响其安规耐压测试(部分耐压测试时,不仅拆除瞬态抑制器件)。 

      4)了解开关电源的EMI测试方法:   很多的开关电源,是通过UL、3C认证的,其EMI的性能是有保证的。但是集成到系统中,你就会发现RE、CE不通过,很大程度上是开关电源引起的。   这主要是开关电源的EMI测试方法,许多开关电源CE、RE测试时,使用电阻性负载测试(行业通用做法),与系统或带实际负载测试时不一样。   实际负载,可能包含了大量的高频电磁骚扰,通过开关电源模块初/次级之间的寄生电容,耦合到输入线缆上,导致CE、RE测试失败。   因此,即使通过3C、UL等认证的开关电源,我们也要预留EMI整改的空间(如添加滤波器)。 

      5)了解防护器件的失效机理或弱点,避免防护失效或影响系统的可靠性。譬如压敏电阻可能在多次冲击下,其漏电流增大导致发热自燃或短路(低阻抗化),针对压敏电阻这种问题,在可靠性要求性高的场合,如轨道交通,一般采用串联气体放电管、串联保险丝、提升压敏电阻动作电压(压敏电压的方法)。 

     6)适当的共模滤波与防护,对于通过EFT、浪涌等EMC是必须的。某些号称能够通过浪涌、EFT测试的开关电源模块,也是带负载电阻进行EMC测试的,其测试时,只要保证不死机(无输出)即可。某开关电源模块(号称可以通过3级EFT\Surge测试)在抗干扰测试中,其+5V电源输出端口的干扰甚至高达300V,如果不对开关电源进行共模抑制或防护,极容易损坏+5V弱电系统。如果在输出(+5V、GND)上添加共模电感滤波、加TVS管进行瞬态抑制的话,输出端的瞬态过压可以降低到20V以下。

全部回复(27)
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2014-05-04 14:56
化二献丑了,欢迎大家批评指教!
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2014-05-04 17:04
顶贴光荣 哈哈哈哈
0
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2014-05-04 17:09
@电源网-源源
顶贴光荣哈哈哈哈
谢谢小源子!!
0
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老梁头
LV.10
5
2014-05-04 19:17
@化二为一
谢谢小源子!!
只要是原创贴肯定支持个
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562676715
LV.3
6
2014-05-05 15:36
学习中·····
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yiligd
LV.3
7
2014-05-06 10:57
@562676715
学习中·····
led天花灯电源进来学习了,各位大神辛苦了~
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2014-05-06 11:00
@yiligd
led天花灯电源进来学习了,各位大神辛苦了~
谢谢捧场!!
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zoufeihu
LV.5
9
2014-05-06 17:49
电源跟EMC相关的元器件,主要有那些,主点要调试这些吧
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小兀军
LV.2
10
2014-05-06 20:07
@zoufeihu
电源跟EMC相关的元器件,主要有那些,主点要调试这些吧

收益不小

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2014-05-07 08:43
很有价值的贴子。。。。
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2014-05-07 08:49
@dxsmail
很有价值的贴子。。。。
谢谢大家的赞赏!!
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2014-05-08 17:31
@化二为一
谢谢大家的赞赏!!
来给二哥捧场的 哈哈哈哈
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2014-05-09 08:30
@电源网-源源
[图片]来给二哥捧场的哈哈哈哈
谢谢了
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Schoolchild
LV.5
15
2014-05-11 13:36
楼主能举几个例子讲讲就好了
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2014-05-12 09:06
@Schoolchild
楼主能举几个例子讲讲就好了
你的意见很好,化二就讲讲案例
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2014-05-13 13:35

通过学习你的分享,学习到很到

surge、EFT的大小原来是表示抗干扰性

通过UL、3C认证的产品EMI的性能是有保证

电源行业很深奥啊

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2014-05-14 08:44
@马小俊2012
通过学习你的分享,学习到很到surge、EFT的大小原来是表示抗干扰性通过UL、3C认证的产品EMI的性能是有保证电源行业很深奥啊
不错,楼主理解很深入
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hjt415
LV.4
19
2014-05-15 21:21
化工来讲EMI,必须顶起啊
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2014-05-16 08:52
@hjt415
化工来讲EMI,必须顶起啊
谢谢你了!!
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zvszcs
LV.12
21
2014-05-18 08:51
@化二为一
谢谢你了!!
这些都是我的强项,我做的电源,一般这些指标没有问题
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2014-05-19 09:08

开关电源技术涉及的内容很广,做好一个开关电源,不容易。EMC、可靠性、磁性元件设计、拓扑结构、热分析等,足够研究很大时间了。

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2014-05-30 11:29

设备级的EMC,关键还在于模块的EMC要做好。

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2014-05-30 13:08
@新月GG
设备级的EMC,关键还在于模块的EMC要做好。
系统性设计更重要
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飞翔2004
LV.10
25
2014-06-09 07:52

上传一份一位网友总结的开关电源EMI整改小结给大家参考,个人感觉里面的内容很值得一看。

开关电源EMI整改小结.pdf

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2014-06-09 09:05
@飞翔2004
上传一份一位网友总结的开关电源EMI整改小结给大家参考,个人感觉里面的内容很值得一看。开关电源EMI整改小结.pdf
谢谢你
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2014-06-09 17:17
@化二为一
谢谢你
化二继续更新吧,加油哦~
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松叶
LV.5
28
2014-08-24 22:53
@电源网-娜娜姐
化二继续更新吧,加油哦~

谢谢楼主!

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