解決的關鍵技術

電路的設計技術

通過EDA仿真，利用可靠性優化和可靠性簡化技術設計電路參數
，著重解決如下問題。

① 線路的自激振蕩：合理地選擇消振網絡，消除DC/DC變換器的R、L
、C參數選取的不合理性引起的振蕩
，減小EMI的電平。DC/DC電(dian)源(yuan)由(you)於(yu)工(gong)作(zuo)在(zai)高(gao)頻(pin)開(kai)關(guan)狀(zhuang)態(tai)
，很(hen)容(rong)易(yi)形(xing)成(cheng)高(gao)頻(pin)自(zi)激(ji)，有(you)時(shi)反(fan)應(ying)為(wei)帶(dai)滿(man)載(zai)時(shi)正(zheng)常(chang)帶(dai)輕(qing)載(zai)時(shi)自(zi)激(ji)，有(you)時(shi)反(fan)映(ying)為(wei)常(chang)溫(wen)時(shi)正(zheng)常(chang)高(gao)溫(wen)或(huo)低(di)溫(wen)時(shi)自(zi)激(ji)，因(yin)此(ci)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)選(xuan)取(qu)、補償網絡的應用顯得尤為重要。

② 紋波與噪聲的有效抑製：抑製的方法大致可以歸結為二類，即降低本身的紋波與噪聲和設計濾波電路。

為了抑製外來的高頻幹擾
，也為了抑製DC/DC變換器對外傳導幹擾，通過在DC/DC變換器的輸入端
、輸出端設計濾波電路
，抑製共模
、差模幹擾，降低EMI電平。其中，C1
、C2

、C3為差模濾波電容，C4
、C5為共模濾波電容
，L1為共模扼流圈
，L2為差模濾波電感。

為了減少DC/DC變換器通過輸入

、輸出端傳導EMI，除了在輸入
、輸出端采取LC濾波外

，還在電源的輸入地到金屬外殼之間
、輸出地到金屬外殼之間增加高頻濾波電容，以減少共模幹擾的產生。但此處要注意電容耐壓要大於500V
，以滿足產品隔離電壓的要求。

圖題：濾波器的原理圖

抑製幹擾源技術

DC/DC變換器的主要幹擾源有高頻變壓器、功率開關管及整流二極管
，為此逐一地采取措施。

① 高頻變壓器

在開關電源中
，變壓器在電路中起到電壓變換、隔離及能量轉化作用，其工作在高頻狀態，初、次級將產生噪聲並形成電磁幹擾EMI。當開關管關斷時，高頻變壓器漏感會產生反電動勢E=-Ldi/dt

，其值與集電極的電流變化率（di/dt）chengzhengbi
，yulouganliangchengzhengbi，diejiazaiguanduandianyashang
，xingchengguanduandianyajianfeng，congerxingchengchuandaoxingdianciganrao。bianyaqizaikaiguandianyuanzhongshiyonglaigelihebianyade
，danzaigaopindeqingkuangxiatadegelishibuwanquande
，bianyaqicengjiandefenbudianrongshikaiguandianyuanzhongdegaopinzaoshenghenrongyizaichucijizhijianchuandi。ciwai，bianyaqiduiwaikedefenbudianrongxingchenglingyitiaogaopintongdao
，congershibianyaqizhouweichanshengdediancibogengrongyizaiqitayinxianshangouhexingchengzaosheng。 因此
，在設計中采取了以下措施。

為減小變壓器漏感的影響
，采用初、次級交叉繞製的方法，並使其緊密耦合。

盡可能采用罐型磁芯。由於罐型磁芯可以把所有的線圈繞組封在磁芯裏麵，因此具有良好的自我屏蔽作用
，可以有效地減少EMI。

為吸收上升沿和下降沿產生的過衝
，並有可能造成的自激振蕩，在初
、次級電路中增加R、C吸收網絡，以減少尖峰幹擾。在調試時須仔細調整R
、C的參數，確保電阻R1的值在30～200Ω，電容C1的值在100～1000P之間，以免影響變壓器的效率。

② 功率開關管

由於功率管工作於高頻通斷開關狀態，將產生電磁幹擾EMI。當開關管流過大的脈衝電流時
，大體上形成了矩形波，含有許多高頻成分。由於開關電源使用的元件參數（如開關管的存儲時間
、輸出級的大電流、開關整流管的反向恢複時間）均jun會hui造zao成cheng回hui路lu瞬shun間jian短duan路lu
，產chan生sheng很hen大da短duan路lu電dian流liu。凡fan有you短duan路lu電dian流liu的de導dao線xian及ji這zhe種zhong脈mai衝chong電dian流liu流liu經jing的de變bian壓ya器qi和he電dian感gan產chan生sheng的de電dian磁ci場chang都dou可ke形xing成cheng噪zao聲sheng源yuan。開kai關guan管guan的de負fu載zai是shi高gao頻pin變bian壓ya器qi，在zai開kai關guan管guan導dao通tong的de瞬shun間jian，變bian壓ya器qi初chu級ji出chu現xian很hen大da的de湧yong流liu，造zao成cheng尖jian峰feng噪zao聲sheng。這zhe個ge尖jian峰feng噪zao聲sheng實shi際ji上shang是shi尖jian脈mai衝chong
，輕qing者zhe造zao成cheng幹gan擾rao，重zhong者zhe有you可ke能neng擊ji穿chuan開kai關guan管guan。因yin此ci
，須xu采cai取qu以yi下xia措cuo施shi。

優化功率管的驅動電路設計。通過緩衝電路，可以延緩功率開關管的通斷過程。

采用R、C吸收電路，從而在維持電路性能不變的同時，降低其電磁幹擾的EMI電平。

③ 整流二極管

整流二極管在關斷期，由於反向恢複時間會引起尖峰幹擾。為減少這種電磁幹擾
，必須選用具有軟恢複特性的、反向恢複電流小的、反(fan)向(xiang)恢(hui)複(fu)時(shi)間(jian)短(duan)的(de)二(er)極(ji)管(guan)。肖(xiao)特(te)基(ji)勢(shi)壘(lei)二(er)極(ji)管(guan)是(shi)多(duo)數(shu)載(zai)流(liu)子(zi)導(dao)流(liu)
，不(bu)存(cun)在(zai)少(shao)子(zi)的(de)存(cun)儲(chu)與(yu)複(fu)合(he)效(xiao)應(ying)
，因(yin)而(er)也(ye)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)很(hen)小(xiao)的(de)電(dian)壓(ya)尖(jian)峰(feng)幹(gan)擾(rao)，故(gu)采(cai)取(qu)以(yi)下(xia)措(cuo)施(shi)。

采用R1、C1組成旁路吸收網絡。

采用多個肖特基並聯分擔負載電流，有效地抑製整流二極管形成的EMI電平。

產品平麵轉化時EMC設計技術

影響產品EMCdefangmianhenduo。chulezaixianlushangjinxingyouhuashejiwai，ruhezaijipianyouxiandekongjianneihelideanpaiyuanqijiandeweizhiyijidaodaidebuxian，yejiangzhijieyingxiangdaodianluzhonggeyuanqijianzishendekangganraoxinghechanpindediancijianrongxingEMC指標。

① 平麵轉換設計規範

對於電源內部高頻開關器件
，如功率VMOS管
、高頻變壓器、整流管等，應盡可能地減少其電路電流的環路麵積，且不要與其他導帶長距離平行分布。

電源的輸入正端和地線應盡可能地靠近
，以減小差模輻射的環路麵積。

設計布線時走線盡量少拐彎，拐彎處一般取圓弧形，因為直角或夾角會產生電流突變，產生EMI幹擾。導帶上的線寬不要突變
，無尖刺毛邊。

導帶印製時應盡量采用高目數的印製網，以便使線電流達到均衡。應選用電流噪聲係數較小、性能穩定性較好的電阻漿料和導帶漿料，保證不會因為工藝參數的因數帶來新的幹擾。

盡可能地加粗地線，若地線過細


，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電路的信號電平不穩，抗噪聲性能變壞。

② 采用金屬全密封結構進行封裝

屏(ping)蔽(bi)有(you)兩(liang)個(ge)目(mu)的(de)，一(yi)是(shi)限(xian)製(zhi)內(nei)部(bu)輻(fu)射(she)的(de)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)泄(xie)漏(lou)出(chu)
，二(er)是(shi)防(fang)止(zhi)外(wai)來(lai)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)進(jin)入(ru)該(gai)內(nei)部(bu)區(qu)域(yu)。其(qi)原(yuan)理(li)是(shi)利(li)用(yong)屏(ping)蔽(bi)體(ti)對(dui)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)進(jin)行(xing)反(fan)射(she)、xishouheyindao。weileyizhikaiguandianyuanchanshengdefushe
，diancisaoraoduiqitadianzishebeideyingxiang，kewanquananzhaoduicichangpingbidefangfalaijiagongjinshuwaike，ranhoujiangjinshuwaikeyuxitongdejikehedilianjieweiyiti，jiunengduidiancichangjinxingyouxiaodepingbi。

地線設計技術

weijiangdijiedizukang，xiaochufenbudianrongdeyingxiangercaiqupingmianshihuoduodianjiedi

，liyongyigedaodianpingmianzuoweicankaodi
，xuyaojiedidegebufenjiujinjiedaogaicankaodishang。weijinyibujianxiaojiedihuiludeyajiang，keyongpangludianrongjianshaofanhuidianliudefuzhi。zaidipinhegaopingongcundedianluxitongzhong，haiyingfenbiejiangdipindianlu、高頻電路
、功率電路的地線單獨連接後，再連接到公共參考點上
，如果有可能最好設計地線層。