產生噪音的原因

 

在開關電源中，功率器件高頻開通關斷的操作導致電流和電壓的快速的變化是產生EMI的主要原因。

 

1、在電路中的電感及寄生電感中快速的電流變化產生磁場從而產生較高的電壓尖峰：

 

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、在電路中的電容及寄生電容中快速的電壓變化產生電場從而產生較高的電流尖峰:

 

圖 1: Mosfet 電壓電流波形

 

解決方法

 

磁場和電場的噪聲與變化的電壓和電流及耦合通道如寄生的電感和電容直接相關。直觀的理解， 減小電壓率du/dt和電流變化率di/dt及減小相應的雜散電感和電容值可以減小由於上述磁場和電場產生的噪聲，從而減小EMI幹擾。

 

1. 減小電壓率du/dt 和電流變化率di/dt

 

（1）減小電壓率du/dt和電流變化率di/dt可以通過以下的方法來實現：改變柵極的電阻值和增加緩衝吸引電路
，如圖2和圖3所示。增加柵極的電阻值可以降低開通時功率器件的電壓變化率。

 

圖 2: 柵極驅動電路

 

（2）圖3中，基本的RCD箝位電路用於抑製由於變壓器的初級漏感在開關管關斷過程中產生的電壓尖峰。L1
，L2 和L3可以降低高頻的電流的變化率。L1和L2隻對特定的頻帶起作用。L3對於工作於CCM模式才有效。R1C1，R2C2
，R3C3，R4C4 和 C5可以降低相應的功率器件兩端的高頻電壓的變化率。

 

圖 3: 緩衝吸引電路

 

（3）所有的這些緩衝吸引電路都需要消耗一定功率
，產生附加的功率損耗，降低係統的效率
；同時也增加元件的數量和PCB的尺寸及係統的成本，因此要根據實際的需要選擇使用。

 

2. 減小寄生的電感和電容值

 

（1）開kai關guan器qi件jian是shi噪zao聲sheng源yuan之zhi一yi，其qi內nei部bu引yin線xian的de雜za散san電dian感gan及ji寄ji生sheng電dian容rong也ye是shi噪zao聲sheng耦ou合he的de通tong道dao，但dan是shi由you於yu這zhe些xie參can數shu是shi器qi件jian固gu有you的de特te性xing，電dian子zi設she計ji和he應ying用yong工gong程cheng師shi無wu法fa對dui它ta們men進jin行xing優you化hua。寄ji生sheng電dian容rong包bao括kuo漏lou源yuan極ji電dian容rong和he柵zha漏lou極ji的deMiller電容。

 

（2）變壓器是另外一個噪聲源

，而初級次級的漏感及初級的層間電容
、次級的層間電容、初級和次級之間的耦合電容則是噪聲的通道，解決方法如下：

 

初chu級ji或huo次ci級ji的de層ceng間jian電dian容rong可ke以yi通tong過guo減jian小xiao繞rao組zu的de層ceng數shu來lai降jiang低di，增zeng大da變bian壓ya器qi骨gu架jia窗chuang口kou的de寬kuan度du可ke在zai減jian小xiao繞rao組zu的de層ceng數shu。分fen離li的de繞rao組zu如ru初chu級ji采cai用yong三san明ming治zhi繞rao法fa可ke以yi減jian小xiao初chu級ji的de漏lou感gan，但dan由you於yu增zeng大da了le初chu級ji和he次ci級ji的de接jie觸chu麵mian積ji，因yin而er增zeng大da了le初chu級ji和he次ci級ji的de耦ou合he電dian容rong。

采用銅皮的Faraday屏蔽可以減小初級與次級間的耦合電容。Faraday屏蔽層繞在初級與次級之間，並且要接到初級或次級的靜點如初級地和次級地。Faraday屏蔽層使初級和次級的耦合係數降低，從而增加了漏感。

 

結語

 

希望通過此文的簡單介紹，能幫助大家理解電源適配器EMC產生原因和找到解決方向
，下兩期我們詳細介紹傳導和輻射的解決方案。

 

來源：韜略科技EMC
，原創：張小林
、詹育雲

 

 

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