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可靠性設計之“電源EMC設計”

時間：2021-09-18 17:55:56
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[導讀]本文主要介紹電源入口處的EMC設計方法，包括防雷擊浪涌、濾波等等措施。電源部分的電磁兼容設計主要是傳導發(fā)射和浪涌。電源輸入部分的EMC設計應遵循如下規(guī)則：先防護后濾波。第一級防護器件應在濾波器件之前，防止濾波器件在浪涌、防雷測試中損壞，或?qū)е聻V波參數(shù)偏離，第二級保護器件可以放在濾...

本文主要介紹電源入口處的EMC設計方法，包括防雷擊浪涌、濾波等等措施。




電源部分的電磁兼容設計主要是傳導發(fā)射和浪涌。電源輸入部分的EMC設計應遵循如下規(guī)則：
  • 先防護后濾波。第一級防護器件應在濾波器件之前，防止濾波器件在浪涌、防雷測試中損壞，或?qū)е聻V波參數(shù)偏離，第二級保護器件可以放在濾波器件的后面；選擇防護器件時，還應考慮個頭不要太大，防止濾波器件在PCB布局時距離接口太遠，起不到濾波效果。


  • CLASS B規(guī)格要求的電源輸入端推薦兩級濾波電路，且盡量靠近輸入端。CLASS B要求比CLASS A要求小10dB，即小3倍，所以應有兩級濾波電路；CLASS A規(guī)格要求至少一級濾波電路；所謂一級濾波電路指包含一級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，采樣電路應額外增加了足夠的濾波電路。電源采樣電路應從濾波電路之后采樣；如果采樣電路精度要求很高，必須從電源入口進行采樣時，必須增加額外濾波電路。



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


第一級防護（泄放）：電源端口的第一級防護一般選用鉗位型大通流保護器件。


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


第二級防護（泄放）：第二級防護與第一級防護類似，但一般會選用反應速度快鉗位電壓低的TVS、ESD等。


一般電源入口的防護器件的順序是：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設計應遵循如下規(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行濾波，防止開關(guān)電源的噪聲串到整個單板的電源、地上。


  • 長距離電源走線預留足夠電容組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。



以上就是針對電源入口處的EMC防護設計，防護器件的詳細介紹可以參考之前的文章《防護類器件介紹》，后續(xù)會針對交流、直流等電源的實際情況介紹防護電路設計。






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