电源模块EMC设计

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开关电源emc设计要领

开关电源emc设计要领

开关电源emc设计要领摘要:一、开关电源EMC 设计的重要性二、开关电源EMC 设计的挑战三、开关电源EMC 设计的基本原则四、开关电源EMC 设计的具体方法五、开关电源EMC 设计的实践应用六、开关电源EMC 设计的未来发展趋势正文:开关电源EMC 设计要领随着电子技术的不断发展,开关电源在通信、控制、计算机等领域得到了广泛的应用。

然而,开关电源产生的电磁干扰(EMC)问题也日益受到了人们的关注。

EMC 问题不仅影响设备的正常工作,还可能对周围的电子设备产生干扰,甚至可能对公共安全造成威胁。

因此,开关电源的EMC 设计变得越来越重要。

开关电源EMC 设计的挑战开关电源的EMC 设计面临着诸多挑战,如开关电源内部元器件的布局、接地、滤波等方面的设计。

这些挑战需要设计者具备丰富的经验和专业知识,以便在设计过程中充分考虑各种因素,确保开关电源的EMC 性能。

开关电源EMC 设计的基本原则开关电源EMC 设计应遵循以下基本原则:1.整体设计原则:在设计之初,应充分考虑EMC 问题,将EMC 设计融入整体设计之中,使之成为整个系统设计的一部分。

2.模块化设计原则:将开关电源划分为不同的功能模块,对每个模块进行独立设计,以简化EMC 问题。

3.层次化设计原则:根据EMC 问题的严重程度,采取不同的设计策略,如屏蔽、滤波等,有针对性地解决EMC 问题。

开关电源EMC 设计的具体方法具体方法包括:1.优化开关电源内部元器件的布局,减少电磁干扰的产生。

2.合理选择开关电源的接地方式,如单点接地、多点接地等。

3.设计合适的滤波器,滤除开关电源产生的电磁干扰。

4.采用屏蔽技术,阻止电磁干扰的传播。

5.遵循相关标准和规范,确保开关电源的EMC 性能。

开关电源EMC 设计的实践应用在实际应用中,开关电源的EMC 设计需要根据具体的应用场景和需求,采取相应的EMC 设计策略。

例如,在通信系统中,开关电源的EMC 设计需要满足严格的电磁兼容性要求,以保证通信系统的正常工作;在计算机系统中,开关电源的EMC 设计需要重点关注减小电磁干扰对计算机硬件的影响。

电源模块电磁兼容设计报告

电源模块电磁兼容设计报告

电源模块电磁兼容设计报告引言电磁兼容(Electromagnetic Compatibility, EMC)是指电子设备在电磁环境中能够正常工作,而不对其它设备和系统产生电磁干扰的能力。

电源模块作为电子设备的核心部件之一,其电磁兼容设计尤为重要。

本报告旨在对电源模块电磁兼容设计进行分析和总结,以提供设计指导和提高产品的电磁兼容性能。

电源模块电磁兼容问题在电源模块的设计和使用过程中,存在着一些电磁兼容问题。

主要包括以下几个方面:1. 辐射干扰:电源模块中的高频开关元件和电感等部件会导致高频噪声干扰,并通过电磁辐射的方式传播出去,对周围的设备和系统产生干扰。

2. 传导干扰:由于电源模块中的大电流和高频信号传输,会通过电源线、地线等导体对周围的设备和系统进行传导干扰。

3. 敏感性:电源模块中的电路对周围环境中的电磁场的反应,可能会导致电源模块自身的故障或降低其工作效率。

设计原则和方法为了解决上述问题,电源模块的电磁兼容设计需要遵循以下原则和方法:1. 屏蔽设计:通过在电源模块内部添加金属屏蔽罩和屏蔽壳体,限制高频信号的辐射和传导,减少对周围设备的干扰。

同时,注意接地方式的选择,确保良好的接地导通。

2. 滤波器设计:在电源模块的输入和输出端口处添加滤波器,用于滤除高频噪声,降低传导干扰和辐射干扰。

滤波器的设计需要根据电源模块的特性和需求进行,包括频率范围、滤波器类型和电容电感参数等。

3. 降噪设计:合理选择和布局电源模块中的元件和线路,减少噪声的产生和传输。

可以使用绕组间隔、降噪材料等手段降低噪声。

4. 地线设计:地线是电源模块电磁兼容设计中非常重要的因素。

必须确保地线的良好质量和导通,避免地回耦合和共模电压的产生。

在设计中应遵循短而宽的原则,合理布局,减少地线电阻。

5. 根据标准进行测试和验证:根据相关的电磁兼容标准,对电源模块进行EMC测试和验证,以确保其符合要求。

设计实践和效果在某电源模块的设计中,我们采取了上述的原则和方法,并进行了相关实验和测试,以验证设计效果。

通信开关电源的EMI/EMC设计

通信开关电源的EMI/EMC设计

通信开关电源的EMI/EMC设计第一篇:通信开关电源的EMI/EMC设计通信开关电源的EMI/EMC设计引言通信开关电源一般都采用脉冲宽度调制(PWM)技术,其特点是频率高、效率高、功率密度高、可靠性高,另外还有体积小、重量轻、具有远程监控等优点,因此被广泛地应用于程控交换、光数据传输、无线基站、有线电视系统及IP网络中,是信息技术设备正常工作的核心动力。

然而,由于其开关器件工作在高频通断状态,高频的快速瞬变过程本身就是电磁干扰(EMD)源,他产生的电磁干扰EMI信号有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经传导和辐射会污染电磁环境,对通信设备和电子产品造成干扰。

同时,通信开关电源要有很强的抗电磁干扰的能力,特别是对雷击、浪涌、电网电压、电场、磁场、电磁波、静电放电、脉冲串、电压跌落、射频电磁场传导抗扰性、辐射抗扰性、传导发射、辐射发射等项目需要满足有关EMC标准的规定。

开关电源引起电磁兼容性的原因通信开关电源因工作在高电压大电流的开关工作状态下,其引起电磁兼容性问题的原因是相当复杂的。

按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种;按照干扰信号对于电路作用的形态不同,可将电源系统内的干扰分为共模干扰和差模干扰两种。

通常,线路电源线上的任何传导干扰信号,都可表示成共模和差模干扰两种方式。

在开关电源中,主功率开关管在高电压、大电流或以高频开关方式工作下,开关电压及开关电流的波形在阻性负载时近似为方波,其中含有丰富的高次谐波分量。

由于电压差可以产生电场、电流的流动可以产生磁场,以及丰富的谐波电压电流的高频部分在设备内部产生电磁场,从而造成设备内部工作的不稳定,使设备的性能降低。

同时,由于电源变压器的漏电感及分布电容,以及主功率开关器件的工作状态非理想,在高频开或关时,常常产生高频高压的尖峰谐波振荡,该谐波振荡产生的高次谐波,通过开关管与散热器问的分布电容传人内部电路或通过散热器及变压器向空间辐射。

如图1所示,电网中含有的共模和差模噪声对开关电源产生干扰,开关电源在受到电磁干扰的同时也对电网其他设备以及负载产生电磁干扰,例如返回噪声、输出噪声和辐射干扰等。

搞设计,如何保证电源模块EMC性能?

搞设计,如何保证电源模块EMC性能?

搞设计,如何保证电源模块EMC性能?
想必大家对一、EMC简介二、EMC干扰防护第一式——电路设计中,以先保护后滤波为原则,保护器件应放置在离产品的静电导入口最近的地方;拓扑设计中,选择连续导通模式(CCM)的拓扑,例如Boost、全桥、推挽等拓扑;在电路防护方面,开关管建议加RC吸收电路和RCD吸收电路,且靠近开关管放置,从而降低尖峰电压,在EMC传输路径上使用π型滤波和全波整流电路等滤波电路,具体可参考图3;三、EMC 干扰防护第二式——器件选择高频变压器:应保证直流损耗低、交流损耗低,漏感小,并且需要良好的绕组布局让绕组之间有良好的屏蔽,从而使开关电源工作时,在漏极产生的尖峰尽可能的小;场效应管:关注其导通共模电感:与其他无源器件相同,关注其电参数,例如额定电压、额定电流、电感量以及漏感等参数滤波四、EMC干扰防护第三式——外围保护低频:属于差模骚扰,使用差模滤波电路解决;中频:同时有差模和共模骚扰,由共模滤波电路和差模滤波电路共同解决;高频:属于共模骚扰,使用差模滤波电路解决。

五、EMC干扰防护第四式——优质的电源模块
对于自主搭建的电源模块,不仅研发周期较长和生产成本较高,且产品的一致性与可靠性均难以保证,此时可以选用一款优质的电源模块进行产品设计。

ZLG致远电子自主研发、生产的隔离电源模块,具有宽输入电压范围,隔离1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列,封装形式多样,兼容国际标准的SIP、DIP 等封装。

同时致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室,配备最先进、齐全的测试设备,全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC测试,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场,为用户提供稳定、可靠的电源隔离解决方案。

电源设计中的EMC问题与解决方法

电源设计中的EMC问题与解决方法

电源设计中的EMC问题与解决方法在电源设计过程中,电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)问题是一个需要被高度关注的重要方面。

EMC问题的存在可能导致电子设备之间的相互干扰,从而影响系统的正常工作。

因此,深入了解电源设计中的EMC问题并寻求解决方法,对于保证产品稳定性和可靠性具有重要意义。

首先,我们来了解一些常见的EMC问题。

电源设计中的EMC问题主要包括以下几个方面:1. 电源线干扰:电源线作为电源输入和输出的连接途径,可能成为传导干扰的通道。

当电源线上的高频噪声传导到其他部分时,会引起其他电子设备的干扰,影响其正常使用。

2. EMI辐射:电源设备在工作过程中会产生电磁辐射,如果辐射幅度过高,可能会对周围的其他设备和信号线路产生干扰,使其无法正常工作。

3. 地线干扰:地线是电路中的参考电位点,负责回流电流。

但如果地线的阻抗较大或者回流电流过大,可能会导致地线产生较大的共模干扰,进而影响整个系统的正常工作。

接下来,我们将介绍一些解决电源设计中EMC问题的方法:1. 合理的布局设计:在电源设计过程中,应注意合理的布局设计。

通过将不同电路板的布局位置安排合理,减小信号之间的干扰。

将高频和低频电路分开布局,采用屏蔽罩等措施对敏感电路进行隔离,以减少电磁辐射和传导干扰。

2. 使用滤波器:在电源设计中,适当选择并使用滤波器可以有效减小电源线上的高频噪声。

滤波器能够过滤掉不需要的高频干扰信号,提高电源线的电磁兼容性。

3. 优化接地设计:合理的地线设计对于解决地线干扰问题至关重要。

通过降低地线的阻抗并增加回流电流的路径,减小共模干扰的产生。

同时,合理选择接地点,如使用星型接地方式,可以减少单点接地带来的电磁干扰。

4. 选择合适的电源元件:在电源设计中,选择合适的电源元件也能够有效降低EMC问题。

例如,采用能够提供更好电源抗干扰能力的开关电源,选择低电磁辐射的磁性元件等。

开关电源emc设计要领

开关电源emc设计要领

开关电源EMC设计要领一、引言开关电源在现代电子设备中应用广泛,但其工作原理导致其发射和抗干扰能力需要特别关注,以满足电磁兼容(E MC)的要求。

本文将介绍开关电源E MC设计的要领和一些实用技巧,旨在帮助工程师更好地设计出符合EM C标准的开关电源。

二、E M C基础知识2.1开关电源的干扰源开关电源的主要干扰源包括:-开关管的开关过渡过程中产生的高频噪声-开关电源输出端产生的谐波-输出滤波电容器的充放电过程中产生的干扰2.2开关电源的受干扰部分开关电源的主要受干扰部分包括:-输入电源线-输出电源线2.3E M C标准在开关电源设计中,应参考以下E MC标准:-C IS PR22:对信息技术设备射频骚扰进行测量的标准-E N55032:对多媒体设备射频骚扰进行测量的标准三、开关电源EM C设计要领3.1地线设计在开关电源设计中,正确的地线设计至关重要。

以下是一些地线设计的要点:-分离输入输出地线-使用足够大的地线面积-减少地线回路面积3.2滤波设计滤波电路对减少开关电源的辐射干扰十分重要。

以下是一些滤波设计的要点:-在输入端使用无功功率滤波器-在输出端使用输出滤波电容器-对滤波电容器进行合理的布局和连接3.3布线设计合理的布线设计可以有效减少开关电源的辐射干扰。

以下是一些布线设计的要点:-使用短而粗的布线-最小化回路面积-根据信号和功率线分开布线3.4屏蔽设计适当的屏蔽设计可以有效减少开关电源的敏感部分对外界干扰的接收。

以下是一些屏蔽设计的要点:-对敏感线路使用屏蔽罩-使用合适的屏蔽材料-避免屏蔽材料出现裂缝或缺陷四、结论本文介绍了开关电源E MC设计的要领和技巧,包括地线设计、滤波设计、布线设计和屏蔽设计。

开关电源的EM C设计需要综合考虑各个方面的因素,才能确保电源符合E MC标准,同时保证设备的稳定工作和抗干扰能力。

通过正确应用这些要领和技巧,工程师可以设计出高性能、符合E M C要求的开关电源。

EMC设计攻略(1)——电源电路

EMC设计攻略(1)——电源电路

EMC设计攻略(1)——电源电路电源电路电源电路设计中,功能性设计主要考虑温升和纹波大小。

温升大小由结构散热和效率决定;输出纹波除了采用输出滤波外,输出滤波电容的选取也很关键:大电容一般采用低ESR电容,小电容采用0.1UF和1000pF共用。

电源电路设计中,电磁兼容设计是关键设计。

主要涉及的电磁兼容设计有:传导发射和浪涌。

传导发射设计一般采用输入滤波器方式。

外部采购的滤波器内部电路一般采用下列电路:Cx1和Cx2为X电容,防止差模干扰。

差模干扰大时,可增加其值进行抑制;Cy1和Cy2为Y电容,防止共模干扰。

共模干扰大时,可增加其值进行抑制。

需要注意的是,如自行设计滤波电路,Y电容不可设计在输入端,也不可双端都加Y电容。

浪涌设计一般采用压敏电阻。

差模可根据电源输入耐压选取;共模需要电源输入耐压和产品耐压测试综合考虑。

当浪涌能量大时,也可考虑压敏电阻(或TVS)与放电管组合设计。

1电源输入部分的EMC设计应遵循①先防护后滤波;②CLASS B规格要求的电源输入端推荐两级滤波电路,且尽量靠近输入端;③在电源输入端滤波电路前和滤波电路中无采样电路和其它分叉电路;如果一定有采样电路,采样电路应额外增加了足够的滤波电路。

原因说明:①先防护后滤波:第一级防护器件应在滤波器件之前,防止滤波器件在浪涌、防雷测试中损坏,或导致滤波参数偏离,第二级保护器件可以放在滤波器件的后面;选择防护器件时,还应考虑个头不要太大,防止滤波器件在PCB布局时距离接口太远,起不到滤波效果。

②CLASS B规格要求的电源输入端推荐两级滤波电路,且尽量靠近输入端:CLASSB要求比CLASS A要求小10dB,即小3倍,所以应有两级滤波电路;CLASSA规格要求至少一级滤波电路;所谓一级滤波电路指包含一级共模电感的滤波电路。

③在电源输入端滤波电路前和滤波电路中无采样电路和其它分叉电路;如果一定有采样电路,采样电路应额外增加了足够的滤波电路:电源采样电路应从滤波电路后取;如果采用电路精度很高,必须从电源输入口进行采样时,必须增加额外滤波电路。

电路中的电磁兼容性(EMC)设计

电路中的电磁兼容性(EMC)设计

电路中的电磁兼容性(EMC)设计在电路设计中,电磁兼容性(EMC)是一个关键的问题。

EMC的解决方案需要在设计早期就考虑,并且需要在整个设计过程中维持高度的注意力。

本文将讨论EMC的一些基础概念和一些常见的EMC问题,并提供一些EMC设计的有效策略。

1. 什么是EMC?电磁兼容性(EMC)是指电子设备能够在相互干扰的情况下,共存和正常操作的能力。

EMC的目标是确保设备不会受到其他设备的干扰,也不会对其他设备产生干扰。

干扰可以通过电磁辐射(EMI)或电磁传导(EMC)产生。

EMC问题通常由不合格的设计,不合适的材料或故障引起。

2. 常见的EMC问题(1)电磁辐射(EMI):指设备发出电磁辐射,可能会对其他设备产生干扰。

这种干扰可以通过射频滤波器、电源滤波器和屏蔽来减少。

(2)电磁传导(EMC):指干扰信号通过电源线和信号线传递到其他设备。

这种问题可以通过保持信号线之间的距离、增加信号线屏蔽和使用合适的电源线过滤器来解决。

(3)静电放电(ESD):指设备在使用过程中触发静电,可能会损坏设备或对其他设备产生干扰。

这种问题可以通过合适的静电保护电路和地线来减少。

3. EMC设计策略(1)初期设计时,应考虑EMC问题。

制定EMC指标和设计方案,并需要在整个设计过程中维持高度的注意力。

(2)尽可能使用低噪声设计。

这将帮助减少EMI的辐射。

(3)尽量减少信号屏蔽。

屏蔽可以通过金属盒子或屏蔽板来实现。

屏蔽应当足够厚,以保证其有效性。

(4)使用合适的滤波器来限制EMI的传导。

放大器和电源应该使用EMI滤波器。

为了避免谐波振荡,应该在滤波器出的端口上放置电容。

4. 结论在现代电路设计中,EMC问题越来越重要。

设计者应该在设计的早期就考虑EMC问题,并在整个设计过程中维持高度的注意力。

通过使用合适的EMC设计策略和解决方案,可以有效地解决EMC问题,提高电路的性能和可靠性。

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电源模块EMC设计
想必大家对电源模块一点都不陌生,而EMC性能作为电源模块的重要指标,在选型时,你知道如何深入的了解各类电源模块的EMC性能吗?在应用时,又该怎样提升模块的EMC 防护能力?本文将为您解答。

众所周知,EMC是指电磁兼容测试,指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰,也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。

隔离电源模块的EMC测试包含EMI(电磁干扰)测试和EMS(电磁抗扰度)测试两项,那么如何保证电源模块的EMC性能呢?本文将为大家揭晓。

1、EMC简介
EMI电磁干扰指被测设备对周围设备产生干扰的能力,主要包括传导骚扰CE、辐射骚扰RE。

电源模块的EMS电磁抗扰度指由于在正常运行时,设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰,根据国标根据国标GB/T 16821-2007 《通信用电源设备通用试验方法》中规定电源模块测试主要包括群脉冲抗扰度(EFT)、浪涌抗扰度(SURGE)、静电放电抗扰、辐射抗扰度等项目。

EMC的产生必须具备的三要素,干扰源、传输介质以及敏感设备,如下图1所示。

三者缺一个都构不成EMC问题,那么电源模块的设计中仅需针对其中一个方面进行整改即可实现EMC防护,例如从干扰源进行根除、改善传输介质避免干扰传递或将敏感设备远离干扰源等方法。

图1 EMC三要素
2、EMC干扰防护第一式——电路设计
高功率密度、高转换效率的电源模块一般都是开关电源,在开关管开通、关断时,电压和电流都会被斩波,造成较大瞬态变化(di/dt、dv/dt),所以电源模块不论其使用什么样的拓扑结构,只要是开关电源,其都会产生一定程度的EMC干扰如图2所示。

图2 开关电源常见拓扑与斩波
电源模块的EMC性能可通过优化自身拓扑结构和规范PCB设计进行提升。

例如:
●电路设计中,以先保护后滤波为原则,保护器件应放置在离产品的静电导入口最近
的地方;
●拓扑设计中,选择连续导通模式(CCM)的拓扑,例如Boost、全桥、推挽等拓扑;
●在电路防护方面,开关管建议加RC吸收电路和RCD吸收电路,且靠近开关管放
置,从而降低尖峰电压,在EMC传输路径上使用π型滤波和全波整流电路等滤波
电路,具体可参考图3;
●PCB设计中,尽可能地大面积铺地,并且尽量减小对地平面的分割,减小回路面
积,从而降低干扰。

避免出现大面积孤立铜区,大面积孤立铜区会因电磁等原因影
响模块的可靠性;减少布线的长度,从而减小动态节点处电感,避免产生较强的电
磁场。

图3 电源模块EMC优化拓扑
3、EMC干扰防护第二式——器件选择
电源模块的元器件选择会直接的影响模块的整体性能,接下来将为大家从电源芯片、高频变压器、场效应管以及共模电感等方面介绍,具体如下所示。

● 高频变压器:应保证直流损耗低、交流损耗低,漏感小,并且需要良好的绕组布局
让绕组之间有良好的屏蔽,从而使开关电源工作时,在漏极产生的尖峰尽可能的小; ● 场效应管:关注其导通电阻和低栅极电荷两项参数,这两项即影响模块的EMC 性
能也影响整体的效率,所以要做好两者的平衡;
● 共模电感:与其他无源器件相同,关注其电参数,例如额定电压、额定电流、电感
量以及漏感等参数
● 滤波电容:应用于输入端进行滤波;应用于输出端吸收开关频率及高次谐波电流分
量,需求趋势是小型大容量化、高频低阻抗化以及高耐压;
● 压敏电阻:要求最大直流工作电压大于电源及信号线直流工作电压。

图4 电源模块部分元器件
4、EMC 干扰防护第三式——外围保护
电源模块作为模块类产品,对于体积的要求较高,如果仅要依靠电源模块内部的设计满足要求,则产品的体积会非常之大,成本会非常昂贵,因为吸收EMS 的电子元器件的体积都很大,所以高等级的EMC 干扰防护只能通过外围电路设计来满足系统的EMS 要求。

根据国标GB/T 16821-2007 《通信用电源设备通用试验方法》中规定,传导骚扰(CE )的波形大体是分为三种成份组成,分别是低频(150KHz~0.5MHz )、中频(0.5MHz~5MHz )以及高频(5MHz~30MHz )。

而针对不同情况则需要不同的外围电路进行解决。

● 低频:属于差模骚扰,使用差模滤波电路解决;
● 中频:同时有差模和共模骚扰,由共模滤波电路和差模滤波电路共同解决; ● 高频:属于共模骚扰,使用差模滤波电路解决。

电源线中往往同时存在共模和差模干扰,因此电源EMI 滤波器是由共模滤波电路和差模滤波电路综合构成,如图5所示。

+Vo
0V Vin
图5 电源模块EMC 外围推荐电路
5、EMC干扰防护第四式——优质的电源模块
对于自主搭建的电源模块,不仅研发周期较长和生产成本较高,且产品的一致性与可靠性均难以保证,此时可以选用一款优质的电源模块进行产品设计。

致远电子自主研发、生产的隔离电源模块,具有宽输入电压范围,隔离1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列,封装形式多样,兼容国际标准的SIP、DIP 等封装。

同时致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室,配备最先进、齐全的测试设备,全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC测试,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场,为用户提供稳定、可靠的电源隔离解决方案。

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