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TOPSwitchⅡ系列开关电源的电磁兼容性设计


采用高频特性好且饱和磁场强度大的恒μ磁芯。

(3)其他:C3为安全电容,能滤除初、次级绕组耦合电容引起的干扰。C8和R7并联在D7两端,能防止D7在高频开关状态下产生自激振荡(振铃现象);此外,在二次侧整流滤波器上串联磁珠也有一定效果。TOPSwitchⅡ由导通变成截止时,在开关电源的一次绕组上就会产生尖峰电压,这是由于脉冲变压器漏感造成的,通常用瞬态电压抑制器(TVS)D6和超快恢复二极管(SRD)D5组成的电路进行钳位,也有用R、C电路的,但效果要稍差一些。

2.2 减小脉冲变压器的漏感及分布电容

   对于一个符合绝缘及安全性标准的脉冲变压器,其漏感量应为次级开路时初级电感量的1%~3%。在磁芯结构尺寸、绕线匝数一定的情况下,线圈的绕组排列是减小漏感的重要因素,如图4所示,绕组应按同心方式排列,全部用漆包

线绕制,留有安全边距,且在次级绕组与反馈绕组之间加上强化绝缘层。对于多路输出的开关电源,输出功率最大的那个次级绕组应靠近初级,以增加耦合,减小磁场泄漏。当次级匝数很少时,为了增加与初级的耦合,宜采用多股线平行并绕方式均匀分布在整个骨架上,以增加覆盖面积。在条件允许的情况下,用箔绕组作为次级也是增加耦合的一种好办法。                           

在开关电源的工作过程中,绕组的分布电容反复被充、放电,不仅使电源效率降低, ,它还与绕组的分布电感构成LC振荡器,会产生振铃噪声。初级绕组分布电容的影响尤为显著。为减小分布电容,应尽量减小每匝导线的长度,并将初级绕组的始端接漏极,利用一部分初级绕组起到屏蔽作用,减小相邻绕组的分布参数耦合程度。
 
2.3 屏蔽

抑制辐射噪声的有效方法是屏蔽。用导电良好的材料对电场屏蔽,用导磁率高的材料对磁场屏蔽。将电路置于屏蔽壳中,屏蔽壳可靠接地或中性线,接缝处最好焊接,以保证电磁的连续性。

对于脉冲变压器内部而言的屏蔽,即在一次侧和二次侧间加屏蔽层,简单的办法,用漆包线均匀绕满骨架一层,绕组的一端接高压+V端,另一端浮空。如图5所示,减少了一、二次侧的电场的耦合干扰。此外,将原边绕在骨架最里边,原边起始端与TOPSwitchⅡ的D端连接也是抑制干扰的有效方法。

为防止脉冲变压器的泄漏磁场对相邻电路造成干扰,可把一铜片环绕在变压器外部,构成如图5所示的屏蔽带。该屏蔽带相当于短路环,能对泄漏磁场起到抑制作用,屏蔽带应与地接通。

3. 开关电源的电磁兼容性设计考虑的因素还很多,如印制板的制作、元器件的布局以及各种电源线、信号线的捆扎、配置等,有许多工作要做。全面抑制开关电源的各种噪声会大大提高开关电源的电磁兼容性,使开关电源得到更广泛的应用。

参考文献
1 美国PI公司产品资料,2000
2 沙占友.单片开关电源的最新应用技术.机械工业出版社,2003
3 白同云.电子电路实用抗干扰技术.北京邮电大学出版社,2002

《TOPSwitchⅡ系列开关电源的电磁兼容性设计(第2页)》
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