如何解決LED電源的電磁干擾問(wèn)題?
2022-03-24(1368)次瀏覽
熟悉電源電路設(shè)計(jì)的朋友們都知道,在LED電源的設(shè)計(jì)過(guò)程中,電磁干擾EMI是個(gè)不小的難題,LED電源在導(dǎo)通時(shí),電壓低,電流大;關(guān)斷時(shí),電壓高,電流小,因此功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗 也很小。缺點(diǎn)比較明顯的是,電磁干擾(EMI)也更嚴(yán)重。那要怎么解決LED電源的電磁干擾問(wèn)題呢?可以從以下幾個(gè)方面入手:
解決LED電源的電磁干擾問(wèn)題的方法:
1、減少開關(guān)電源本身的干擾
軟開關(guān)技術(shù),在原有的硬開關(guān)電路中增加電感和電容元件,利用電感和電容的諧振,降低開關(guān)過(guò)程中的du/dt和di/dt,使開關(guān)器件開通時(shí)電壓的下降先于電 流的上升,或關(guān)斷時(shí)電流的下降先于電壓的上升,來(lái)消除電壓和電流的重疊。開關(guān)頻率調(diào)制技術(shù),通過(guò)調(diào)制開關(guān)頻率fc,把集中在fc及其諧波2fc、3fc… 上的能量分散到它們周圍的頻帶上,以降低各個(gè)頻點(diǎn)上的EMI幅值。元器件的選擇,選擇不易產(chǎn)生噪聲、不易傳導(dǎo)和輻射噪聲的元器件。通常特別值得注意的是, 二極管和變壓器等繞組類元器件的選用。反向恢復(fù)電流小、恢復(fù)時(shí)間短的快速恢復(fù)二極管是開關(guān)電源高頻整流部分的理想器件。
合理使用電磁干擾濾波器,EMI濾波器的主要目的之一,電網(wǎng)噪聲是電磁干擾的一種,它屬于射頻干擾(RFI),其傳導(dǎo)噪聲的頻譜大致為10KHz~30MHz,最高可達(dá)150MHz.在一般情況下,差模干擾幅度小,頻率低,所造成的干擾較小;共模干擾幅度大,頻率高,還可以通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生輻射,所造成的干擾較大。欲削弱傳導(dǎo)干擾,最有效的方 法就是在開關(guān)電源輸入和輸出電路中加裝電磁干擾濾波器。LED電源一般采用簡(jiǎn)易式單級(jí)EMI濾波器,主要包括共模扼流圈和濾波電容。EMI濾波器能有效抑 制開關(guān)電源適配器的電磁干擾。
2、主動(dòng)大幅增強(qiáng)受干擾體的抗干擾能力
在LED電源系統(tǒng)中輸進(jìn)/輸出也是干擾源的傳導(dǎo)線,和接收射頻干擾信號(hào)的拾檢源,我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)一般要采取有效的措施:采用必要的共模/差模抑制電路,同時(shí)也要采取一定的濾波和防電磁屏蔽措施以減小 干擾的進(jìn)進(jìn)。在條件許可的情況下盡可能采取各種隔離措施(如光電隔離或者磁電隔離),從而阻斷干擾的傳播。防雷擊措施,室外使用的LED電源系統(tǒng)或從室外 排擠引進(jìn)室內(nèi)的電源線、信號(hào)線,要考慮系統(tǒng)的防雷擊題目。常用的防雷擊器件有:氣體放電管、TVS(Transient Voltage Suppression)等。氣體放電管是當(dāng)電源的電壓大于某一數(shù)值時(shí),通常為數(shù)十V或數(shù)百V,氣體擊穿放電,將電源線上強(qiáng)沖擊脈沖導(dǎo)進(jìn)大地。TVS可以 看成兩個(gè)并聯(lián)且方向相反的齊納二極管,當(dāng)兩端電壓高于某一值時(shí)導(dǎo)通。其特點(diǎn)是可以瞬態(tài)通過(guò)數(shù)百乃上千A的電流。
3、通過(guò)切斷干擾信號(hào)的傳播途徑來(lái)減少電磁干擾
第一種情況是電源線干擾可以使用電源線濾 波器濾除。一個(gè)合理有效的開關(guān)電源EMI濾波器應(yīng)該對(duì)電源線上差模和共模干擾都有較強(qiáng)的抑制作用。改善PCB板的電磁兼容性設(shè)計(jì)PCB是LED電源系統(tǒng)中電路元件和器件的支撐件,它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,PCB的密度越來(lái)越高。
PCB設(shè)計(jì)的好壞對(duì)LED電源系統(tǒng)的電磁 兼容性影響很大。實(shí)踐證實(shí),即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確,印刷電路板設(shè)計(jì)不當(dāng),也會(huì)對(duì)LED電源系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生不利影響。PCB抗干擾設(shè)計(jì)主要包括PCB布局、布線及接地,其目的是減小PCB的電磁輻射和PCB上電路之間的串?dāng)_。還有,一般變壓器電磁干擾引發(fā)的交流聲頻率一般為50HZ左右,而地線布線不當(dāng)導(dǎo)致的交流聲,由于整流電路的倍頻作用頻率約為100HZ,仔細(xì)區(qū)分還是可以察覺(jué)的。因此,在設(shè)計(jì)印刷電路板的時(shí)候,應(yīng)留意采用正確的方法,遵守PCB設(shè)計(jì)的一般原則,并應(yīng)符合抗干擾的設(shè)計(jì)要求。
以上關(guān)于怎么解決LED電源的電磁干擾問(wèn)題就為大家分享到這里,總的來(lái)說(shuō),針對(duì)于LED電源EMC/EMI的主要幾個(gè)控制技術(shù)是:電路措施、EMI濾波、元器件選擇、屏蔽和印制電路板抗干擾設(shè)計(jì)等。如果能正確合理的對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行解決,順利通過(guò)3C認(rèn)證,不是問(wèn)題。
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