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可靠性設(shè)計(jì)之“電源EMC設(shè)計(jì)實(shí)例”
發(fā)布時(shí)間:2021-04-12 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】如果防護(hù)要求不高,可直接采用第一級(jí)防護(hù)或者第二級(jí)防護(hù)。如果只有一級(jí)防護(hù)系統(tǒng),那么保險(xiǎn)絲或者PPTC須放置在最前端。同時(shí),對于低壓交流系統(tǒng),安規(guī)部分的X、Y電容也可以去掉。
本文主要介紹交流、直流電源入口的EMC設(shè)計(jì)。
交流電源
第一級(jí)共模防護(hù)采用壓敏電阻+氣體放電管,差模采用壓敏電阻。氣體放電管不能直接用在交流電源防護(hù)口(尤其是220V輸入)。首先,因?yàn)槠錇殚_關(guān)型防護(hù)器件,動(dòng)作時(shí)電壓很低,會(huì)影響系統(tǒng)的供電;其次,氣體放電管存在續(xù)流的問題,動(dòng)作后,只需要很低的電壓就能保證其導(dǎo)通,存在安全風(fēng)險(xiǎn);對于220V系統(tǒng)而言,第一級(jí)共模濾波不推薦單獨(dú)使用壓敏電阻。首先,因?yàn)閴好綦娮璐嬖诶匣瘑栴},多次泄放之后性能會(huì)下降;其次壓敏電阻的失效模式為短路失效,失效后存在安全風(fēng)險(xiǎn);最后,壓敏電阻具有較大的寄生電容,在220V的系統(tǒng)中存在一定的漏電流;
退耦電路采用共模電感,因?yàn)?20V開關(guān)電源的EMI噪聲比較嚴(yán)重,共模電感除了退耦作用外,還可以濾除EMI噪聲。對于220V系統(tǒng)的浪涌防護(hù)來說,不推薦使用電阻和PPTC代替共模電感,因?yàn)橐话?206電阻的最高額定電壓為200V,最高過負(fù)荷電壓為400V;大部分的PPTC的耐壓為60V以下;而220V交流電源的峰值為311V,電壓的降額不夠。而且電阻和PPTC的EMI抑制效果會(huì)很差,所以推薦使用共模電感;C1為X電容,C2、C3為Y電容。該電容對浪涌的泄放很有限,主要是用于EMI的處理。
第二級(jí)共模防護(hù)采用TVS管,放置在整流橋的后面。
如果防護(hù)要求不高,可直接采用第一級(jí)防護(hù)或者第二級(jí)防護(hù)。如果只有一級(jí)防護(hù)系統(tǒng),那么保險(xiǎn)絲或者PPTC須放置在最前端。同時(shí),對于低壓交流系統(tǒng),安規(guī)部分的X、Y電容也可以去掉。
直流電源
電源負(fù)極的第一級(jí)共模防護(hù)推薦采用氣體放電管,因?yàn)樨?fù)極的電壓為0,所以不存在續(xù)流和測試時(shí)影響系統(tǒng)供電的情況,差模采用壓敏電阻。正極的共模防護(hù)通過差模的壓敏電阻和負(fù)極的氣體放電管實(shí)現(xiàn),可以節(jié)省成本和板面積。
退耦電路和第二級(jí)防護(hù)的設(shè)計(jì)可以與交流電源的情況一樣采用共模電感,也可以直接采用PPTC或者電感/電阻。電阻一般推薦4.7Ω以上,最好不超過10Ω,電阻上有壓降,存在消耗功率和發(fā)熱的情況。
如果防護(hù)要求不高,可直接采用第一級(jí)防護(hù)或者第二級(jí)防護(hù)。如果只有一級(jí)防護(hù)系統(tǒng),那么保險(xiǎn)絲或者PPTC須放置在最前端;如果系統(tǒng)沒有大地,則不用做共模防護(hù)。
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