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电源设计小贴士47:解决隔离式开关的传导性共模辐射问题 免费猫

发布时间:2020-02-17 12:42:06 阅读: 来源:剪切机厂家

电源设计小贴士47:解决隔离式开关的传导性共模辐射问题

图1 Q1高压开关驱动C-STRAY中共模电流

这是一种离线工作的隔离式反向结构。110伏到220伏AC输入电源经过整流,从而向功率级提供100伏到400DC。电源开关迅速开启和关闭,在Q1漏极上产生500伏到600伏开关波形,其同时也施加于电源变压器的初级绕组。这种开关电压,在变压器初级绕组到次级绕组之间的杂散电容中形成电流。该电流流经负载的预设机架接地,或者只是以电容方式接地耦合。该电流必须完成噪声返回通路,从而产生开关式电源。在没有C1的情况下,它流回AC输入电源,然后流入电源的输入线,其很可能会超出 EMI 辐射规格。

由于其高电源阻抗,这种电流的滤波特别困难。变压器的杂散电容大小级别为100 pF,其典型电源开关频率的阻抗为10千欧。只在电流通路中添加一个电感来减小这种电流的方法并不实际。例如,如果我们希望将电流减小10倍,其要求100千欧的电抗(也即0.1亨),且分布电容小于10 pF,这并不现实。

电容器C1带来了另一种解决方案。它为电流提供了一条本地返回通路。大多数共模电流通过该电容器在电源内部回流,而不是通过AC输入电源回流。另外,C1还减小了系统的电源阻抗,这样共模串联电感L1就变得现实了。

在共模滤波器的设计过程中,一个关键因素是C1值的选择。从电磁干扰 (EMI) 的角度来看,其值越大越好。更大的电容可获得更小的EMI信号,且电源阻抗也更低。你可以利用电容的平方原则,估计EMI信号的减小程度。但是,高电容也意味着机架连线的线频率电流更大。另外,这种电流还有一些安全限制,目的是减少触电事故的发生机率。当电源机架连线断裂时,人员进入电流通路便会发生触电事故,如图2所示。IEC Std 601-1将这种电流的大小限制为0.5 mA RMS,同时人们还在讨论出台更为严格的安全规定。输入为230伏时,IEC可有效地将C1值限制为4700 pF。

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