ranerduiyuyigedianyuanxitongneiyouduogezixitongdechanghe
，duogezixitongzhijiandediancijianrongwentijiugengjiajianrui。youyudianyuanchanpintijidexianzhi，duogezixitongzaikongjianshangyibandoubijiaokaojin
，erqietongchangshigongyongyigeshurumuxian，yinci，huxiangzhijiandeganraohuigengjiayanzhong。suoyi
，zheleidianyuanxitongchuleyaofangzhiduiqitadianyuanxitongheshebeideganrao，dadaozhengfuzhidingdebiaozhunwai，haiyaokaolvdaodianyuanxitongneibuzixitongzhijiandexianghuganraowenti
，buranjianghuiyingxiangdaozhenggexitongdezhengchangyunxing。
   
下麵以一個軍用車載電源為例，闡述了在設計中應注意的原則，調試中出現的問題，解決的方案
，以及由此得到的經驗。

 

電氣規格和基本方案

電氣規格
   
如圖1所示。由於是車載電源，所以該電源係統的輸入為蓄電池
，電壓是9～15V。輸出供輻射儀，報警器，偵毒器，打印機，電台，加熱等6路負載。其電壓有24V，12V，5V3種
，要求這3種電壓電氣隔離並且具有獨立保護功能。

圖1：電氣規格

基本方案
   
12V輸出可以直接用蓄電池供電，因此，DC/DC變換係統隻有24V和5V兩路輸出。由於要有獨立保護功能，並且調整率要求也非常高，所以，采用兩個獨立的DC/DC變換器的方案。24V輸出200W，采用RCD複位正激變換器；5V輸出30W，采用反激變換器。圖2給出了該方案的主電路圖。

(a)正激變換器

(b) 反激變換器
圖2：基本方案的主電路

布局上的考慮
   
因為，有兩路變換器放在同一塊PCB上，所以，布局上需要考慮的問題更加多。
   
1）雖然在一塊PCB上，但是，兩個變換器還是應該盡量地拉開距離，以減少相互的幹擾。所以，正激變換器和反激變換器的功率電路分別在PCB的兩側，中間為控製電路，並且兩組控製電路之間也盡量分開。
   
2）主電路的輸入輸出除了電解電容外，再各加一顆高頻電容（CBB電容），並且該電容盡量靠近開關和變壓器
，使得高頻回路盡量短
，從而減少對控製電路的輻射幹擾。
   
3）該電源係統控製芯片的電源也是由輸入電壓提供，沒有另加輔助電源。在靠近每個芯片的地方都加一個高頻去耦電容（獨石電容）。此外，主電路輸入電壓和芯片的供電電壓是同一個電壓，為了防止發生諧振，最好在芯片的供電電壓前加一個LC濾波或RC濾波電路

，隔斷主電路和控製電路之間的傳導幹擾。
   
4）為(wei)了(le)減(jian)少(shao)各(ge)個(ge)控(kong)製(zhi)芯(xin)片(pian)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)，控(kong)製(zhi)地(di)采(cai)用(yong)單(dan)點(dian)信(xin)號(hao)地(di)係(xi)統(tong)。控(kong)製(zhi)地(di)隻(zhi)通(tong)過(guo)驅(qu)動(dong)地(di)和(he)功(gong)率(lv)地(di)相(xiang)連(lian)
，也(ye)就(jiu)是(shi)控(kong)製(zhi)地(di)隻(zhi)和(he)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)源(yuan)極(ji)相(xiang)連(lian)。但(dan)是(shi)，實(shi)際(ji)上(shang)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)有(you)較(jiao)大(da)的(de)脈(mai)衝(chong)電(dian)流(liu)，最(zui)好(hao)的(de)做(zuo)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)隔(ge)離(li)驅(qu)動(dong)，讓(rang)功(gong)率(lv)電(dian)路(lu)和(he)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)的(de)地(di)徹(che)底(di)分(fen)開(kai)。

調試中出現的問題及解決辦法
   
該電源係統在調試過程中出現了以下問題：zhengjibianhuanqihefanjibianhuanqizaidandutiaoshideshihoufeichangzhengchang，danshi，zailianglutongshigongzuoshiquefashenglexianghuzhijiandeganrao，zhankongbifashengzhendang，bianyaqiyouxiaojiaosheng。
   
這(zhe)個(ge)現(xian)象(xiang)很(hen)明(ming)顯(xian)是(shi)由(you)兩(liang)路(lu)變(bian)換(huan)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)造(zao)成(cheng)的(de)。為(wei)了(le)尋(xun)找(zhao)騷(sao)擾(rao)源(yuan)而(er)做(zuo)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)實(shi)驗(yan)
，最(zui)終(zhong)證(zheng)實(shi)是(shi)由(you)兩(liang)路(lu)主(zhu)電(dian)路(lu)之(zhi)間(jian)的(de)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)引(yin)起(qi)振(zhen)蕩(dang)的(de)。具(ju)體(ti)的(de)實(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)過(guo)於(yu)繁(fan)瑣(suo)，在(zai)這(zhe)裏(li)就(jiu)不(bu)描(miao)述(shu)了(le)。
   
這些問題的解決方法有很多種。下麵給出幾種當時采用的解決方案，以及提出一些還可以采用的方案。
   
1）在每個變換器的輸出側加共模濾波器    這zhe樣yang不bu僅jin可ke以yi減jian小xiao對dui負fu載zai的de共gong模mo幹gan擾rao
，並bing且qie對dui自zi身shen的de控kong製zhi電dian路lu也ye有you好hao處chu。因yin為wei
，輸shu出chu電dian壓ya經jing過guo分fen壓ya後hou要yao反fan饋kui到dao控kong製zhi電dian路lu中zhong

，如ru果guo輸shu出chu電dian壓ya中zhong含han有you共gong模mo幹gan擾rao信xin號hao
，那na麼me控kong製zhi電dian路lu也ye會hui由you此ci引yin入ru共gong模mo幹gan擾rao信xin號hao。所suo以yi，在zai變bian換huan器qi的de輸shu出chu側ce加jia共gong模mo濾lv波bo器qi是shi非fei常chang有you必bi要yao的de，不bu僅jin減jian小xiao對dui負fu載zai的de共gong模mo幹gan擾rao，還hai會hui減jian小xiao對dui控kong製zhi電dian路lu的de共gong模mo幹gan擾rao。
   
2）在反激變換器和正激變換器之間加一個共模濾波器    這樣可以減少兩路變換器主電路之間的傳導幹擾。因為，反激側差模電流較小，所以
，將共模濾波器放在反激側
，如圖3所示。另外，為了防止兩路電源之間的相互幹擾，共模濾波器設計成π型，這樣從每一邊看都是一個共模濾波器。

圖3：EMI共模濾波器   

3）將反激變壓器繞組的饒法改成原—副—原—副—原—副的多層夾層饒法    caiqugaicuoshihoubianyaqiyuanfubiandeouhegengjiajinmi

，shilouganjianxiao，kaiguanguanshangdianyajianfengmingxianjiangdi。tongshigongmosaoraoyuandeqiangduyesuizhijiangdi。zaibucaiyongjiejuefangan2）時(shi)，采(cai)用(yong)本(ben)方(fang)案(an)也(ye)解(jie)決(jue)了(le)問(wen)題(ti)。而(er)且(qie)
，這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)從(cong)根(gen)源(yuan)上(shang)改(gai)善(shan)了(le)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)能(neng)，且(qie)繞(rao)組(zu)的(de)趨(qu)膚(fu)效(xiao)應(ying)和(he)層(ceng)間(jian)效(xiao)應(ying)也(ye)都(dou)會(hui)改(gai)善(shan)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)了(le)損(sun)耗(hao)。但(dan)是(shi)，這(zhe)種(zhong)繞(rao)法(fa)是(shi)以(yi)犧(xi)牲(sheng)原(yuan)副(fu)邊(bian)的(de)絕(jue)緣(yuan)強(qiang)度(du)為(wei)代(dai)價(jia)的(de)，在(zai)原(yuan)副(fu)邊(bian)絕(jue)緣(yuan)要(yao)求(qiu)高(gao)的(de)場(chang)合(he)並(bing)不(bu)適(shi)用(yong)。
   
4）減慢開關的開通和關斷速度    這樣開關管上的電壓尖峰也會降低
，也能在一定程度上解決問題。但是，這是以增加開關管的開關損耗為代價的。
   
5）開關頻率同步    兩路變換器的工作頻率都是100kHz，但是，使用兩個RC振蕩電路，參數上會有離散性
，兩個頻率會有一定偏差。這樣兩路電源可能會產生一個拍頻引起振蕩。所以，也嚐試了用一個RC振蕩電路
，一個PWM芯片由另一個PWM芯片來同步，這樣可以保證嚴格的同頻和同時開通，對減少兩路電源之間的幹擾會有一定好處。在這個電源係統中
，采用的PWM芯片是ST公司的L5991芯片，可以非常方便地接成兩路同步的方式
，如圖4所示。

圖4：兩片PWM芯片的同步 

6）在二極管電路中串聯一個飽和電感
，減小二極管的反向恢複，從而減小共模幹擾源的強度    在(zai)電(dian)流(liu)大(da)的(de)時(shi)候(hou)，飽(bao)和(he)電(dian)感(gan)由(you)於(yu)飽(bao)和(he)而(er)等(deng)效(xiao)為(wei)一(yi)根(gen)導(dao)線(xian)。在(zai)二(er)極(ji)管(guan)關(guan)斷(duan)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，正(zheng)向(xiang)電(dian)流(liu)減(jian)小(xiao)到(dao)過(guo)零(ling)時(shi)，飽(bao)和(he)電(dian)感(gan)表(biao)現(xian)出(chu)很(hen)大(da)的(de)電(dian)感(gan)量(liang)
，阻(zu)擋(dang)了(le)反(fan)向(xiang)電(dian)流(liu)的(de)增(zeng)加(jia)

，從(cong)而(er)也(ye)減(jian)小(xiao)了(le)二(er)極(ji)管(guan)上(shang)電(dian)壓(ya)尖(jian)峰(feng)。從(cong)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)的(de)角(jiao)度(du)講(jiang)，是(shi)減(jian)小(xiao)了(le)騷(sao)擾(rao)源(yuan)的(de)強(qiang)度(du)。用(yong)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)抑(yi)製(zhi)二(er)極(ji)管(guan)的(de)反(fan)向(xiang)恢(hui)複(fu)也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)一(yi)定(ding)的(de)損(sun)耗(hao)，但(dan)是(shi)，由(you)於(yu)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)感(gan)是(shi)非(fei)線(xian)形(xing)的(de)
，所(suo)以(yi)，額(e)外(wai)損(sun)耗(hao)相(xiang)對(dui)RC吸收來說還是比較小的。
   
圖5（a）是正激變換器在沒有加飽和電感時續流二極管DR2的電壓波形，較高的振蕩電壓尖峰是很強的騷擾源。圖5（b）是正激變換器在加了飽和電感後的二極管電壓波形，電壓尖峰明顯降低


，從而大大減弱了該騷擾源的強度。

(a)    未串飽和電感                 (b)    串飽和電感
圖5 ：續流二極管電壓波形

7）對反激變換器的主開關加電壓尖峰吸收電路    jinguanfanjibianyaqiraozuderaofayouhendadegaijin
，louganyijianxiao。danshi，youyufanjibianhuanqidebianyaqibushiyigedanchundebianyaqi，ershibianyaqihediangandejicheng

，suoyi

，yaojiaqixi。jiaqixihoudebianyaqidelouganxiangduilaishuohaishibijiaodade。ruobujiaxishoudianlu，kaiguanguanshangdianyajianfenghuibijiaogao
，zhebujinzengjialekaiguanguandedianyayingli，erqieyeshiyigehenqiangdesaoraoyuan。
   
圖6給出了反激變換器的吸收電路。R1
，C1，D組成了RCD鉗位吸收電路，它可以很好地吸收變壓器漏感和開關管結電容諧振產生的電壓尖峰。圖7(a)是沒有加吸收電路時

，開關管上漏—源電壓波形，有很高的電壓尖峰。圖7(b)是加了RCD吸收電路時，開關管上漏—源電壓波形，電壓尖峰已大大降低。但是
，將圖7(b)振蕩部分放大看，如圖7(c)所示，可以發現，又出現了一些更細的振蕩電壓。該振蕩電壓是由於漏感和二極管D的結電容諧振產生的 
， 靠RCD電路已經無法將其吸收（R2
，C2）。所以
，又在開關管的漏—源兩端加了RC吸收電路（R2，C2），進一步吸收由於漏感和二極管D的結電容諧振產生的電壓尖峰。吸收後的波形如圖7(d)所示 。

圖6：反激變換器的吸收電路

 
(a)無RCD吸收電路                (b) 有RCD吸收電路

(c) (b)的局部放大                  (d)開關管漏—源極間加RC
圖7 ：反激變換器開關管漏—源電壓波形

8）采用軟開關電路   

上述解決方案1）－6）是在不改變現有電路拓撲的前提下降低電磁幹擾所采用的方案。其中1）－2）是采用切斷耦合途徑的方法
；3）－6）是減弱騷擾源的方法。實際上
，在選擇電路拓撲時就可以考慮有利於EMC的拓撲，這樣就不容易產生上麵的問題。其中采用控製性軟開關拓撲就是一個很好的選擇。選用控製性軟開關拓撲（例如移相全橋變換器、不對稱半橋變換器、LLC諧振變換器[4]），bujinkeyijianshaokaiguansunhao
，erqiekeyijiangdidianyajianfeng
，congerjianruosaoraoyuandeqiangdu。danshi
，caiyonghuanchongxingderuankaiguantuopu
，bujinzengjialehenduofujiadianlu，bingqiecongjiangdiEMI角度來說也不一定有優勢
，因為
，大多數緩衝型軟開關拓撲將原先的振蕩能量轉移到附加的電路上了
，還是會產生很強的EMI。

由(you)於(yu)在(zai)空(kong)間(jian)上(shang)一(yi)般(ban)都(dou)比(bi)較(jiao)靠(kao)近(jin)
，而(er)且(qie)，通(tong)常(chang)是(shi)共(gong)用(yong)一(yi)個(ge)輸(shu)入(ru)母(mu)線(xian)
，所(suo)以(yi)
，在(zai)內(nei)部(bu)有(you)多(duo)個(ge)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)中(zhong)，多(duo)個(ge)子(zi)係(xi)統(tong)電(dian)源(yuan)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)問(wen)題(ti)非(fei)常(chang)尖(jian)銳(rui)。在(zai)選(xuan)擇(ze)電(dian)路(lu)拓(tuo)撲(pu)時(shi)應(ying)盡(jin)量(liang)選(xuan)用(yong)控(kong)製(zhi)性(xing)軟(ruan)開(kai)關(guan)拓(tuo)撲(pu)。在(zai)設(she)計(ji)PCB板時應該注意多個子係統的位置關係和地線的安排。當電路中出現電壓尖峰時，可采用RCD或者RC等吸收電路。對於二極管的反向恢複問題，可以采用串聯飽和電感的方法來解決。在必要的時候還可以加合適的EMI濾波器來隔斷幹擾的耦合途徑。