电源滤波器安装在电源线与电子设备之间,用于抑制电源线引出的传导干扰,又可以降低从电网引入的传导干扰,对提高设备的可靠性有重要的作用。开关电源产生的电磁干扰以传导干扰为主,而传导干扰又分差模骚扰和共模干扰两种。构成开关电源EMI滤波器的基本网络如图1所示。该滤波器由共模扼流圈L、差模电容Cx和共模电容Cy组成。共模扼流圈L由两个绕在同一个高磁导率磁芯上的绕组构成,其结构使差模电流产生的磁通相互抵消。这种结构以较小体积获得较大的电感值,并且不用担心由于工作电流导致饱和。每个绕组与电容Cy分别组成L-E和N-E两对独立端口的低通滤波器,形成共模滤波网络,用来抑制电源线上存在的共模干扰。至于共模扼流圈L、差模电容Cx和共模电容Cy的取值大小,应尽量做到滤波器的谐振频率低于开关电源的工作频率,这样可以实现对整个频段的滤波。
图1 开关电源EMI滤波器
5.PCB板的合理布局与布线
开关电源的辐射干扰与电流通路中的电流大小,通路的环路面积,以及电流频率的平方等三者的乘积成正比,即辐射干扰E∝I·A·f 2。运用这一关系的前提是通路尺寸远小于频率的波长。上述关系式表明减小通路面积是减小辐射骚扰的关键,这是说开关电源的元器件要彼此紧密排列。在初级电路中,要求输入端电容、晶体管和变压器彼此靠近,且布线紧凑;在次级电路中,要求二极管、变压器和输出端电容彼此贴近。在印制板上,将正负载流导线分别布在印制板的两面,并设法使两个载流导体彼此间保持平行,因为平行紧靠的正负载流导体所产生的外部磁场是趋向于相互抵消的。
四、结束语
要提高开关频率,提高开关电源产品的质量,电磁兼容性是不容忽视的问题。产生开关电源电磁干扰的因素还很多,抑制电磁干扰还有大量的工作。只有在设计时充分考虑电磁兼容问题,才能使开关电源得到更普遍的应用。