开关电源PCB板的EMI抑制和抗干扰设计

开关电源常见于各种通信、控制等电子设备,广泛应用于军事、工业、医疗等领域,具有高效、轻巧以及可靠的特点。随着电子技术的快速发展,开关电源也在不断发展,行业对于电源性能的要求也越来越高,开关电源趋于高频化,但同时会产生一系列的电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)问题。这些干扰可能对设备的正常运行、周围电子设备的性能稳定性以及电磁兼容性产生不利影响。基于此,简单讨论开关电源印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)的EMI抑制和抗干扰设计意义,深入探讨设计要点,以供参考。

开关电源PCB板的EMI抑制与抗干扰设计

论述了电子产品中PCB板电磁干扰（EMI）的分类及其产生的原因，介绍了PCB中EMI抑制及抗干扰设计的常用技术，分析了PCB布线布局对抑制EMI的影响以及PCB板接地设计时应注意的问题。

开关电源EMI滤波器磁芯的选择与设计

开关电源具有经济、轻便、高效等优点,已广泛应用于社会和民众生活中。但是,开关电源在运行过程中会因为各方面的原因而产生电磁噪声,从而影响电子电路信号的完整性。近年来,学者们发现EMI滤波器CM和DM电路传导电磁噪声有着很好的抑制效果,从而使开关电源稳定并高效工作。因此,EMI滤波器的设计是目前关于开关电源降低电磁噪声的研究热点之一。在EMI滤波器工作原理的基础上利用CM设计方法设计了EMI滤波器的磁芯。首先依据磁芯材料的特性确定了磁芯材料的选择;然后介绍了EMI滤波器中CM电感的具体设计步骤;最后通过设计实例分析,针对不同形状的磁芯分别进行了铁氧体材料成分的选择和磁芯绕组线圈的计算。所提出的EMI滤波器的磁芯设计方法只需以对应的工作频率为基础进行设计,无需复杂的计算,对EMI滤波器磁芯的选择和设计具有一定参考价值。

EMI噪声分离网络在电力线噪声分析中的应用

研究了电力线噪声分离网络技术,包括网络拓扑优化、分离网络元器件性能改善以及利用散射参数测量进行分离网络参数提取等。结果表明,上述技术可明显提高分离网络性能,如插损提高约3dB,噪声抑制比提高15dB以上。此外还分别完成了基于噪声分离网络的开关电源电力线传导噪声和电力载波通信(power line communication,PLC)中的电力线辐射干扰噪声诊断抑制2个实验,验证了文中方法有效性。

高性能传导EMI噪声分离网络及其在电力电子电磁兼容中的应用

针对电力电子噪声源的电磁兼容分析,本文基于Mardiguiana噪声分离网络提出一种新网络并对其特性进行了理论和实验研究。结果表明,新网络的插入损耗和噪声抑制性能有明显提高。此外,还研究了噪声分离网络在电力电子电磁兼容中的应用。实验表明,新网络可较好应用于电力电子的传导电磁兼容性分析,并对改善电力电子EMC性能有积极意义。

开关电源传导EMI抑制技术探讨

主要介绍了开关电源的基本结构框图及它产生电磁干扰机理,阐述了开关电源电磁干扰主要是传导干扰。为了有效抑制传导EMI,首先分析了一般抑制传导干扰的技术——接地和滤波,然后分析讨论了传导电磁干扰测量技术LISN和集成EMI滤波器技术。设计了LISN上加共模和差模分离网络,并提出了集成EMI滤波器2级级联的理论。但文中的理论未在工程实验中验证,这是下步我们需要研究的。

基于有限元法的高频开关电源PCB电磁兼容设计与仿真

在高频开关电源的设计中,功率开关器件在高频下的通断会产生强大的EMI,所以不可避免的会出现电磁兼容问题。这篇文章应用有限元法分别对自动布线后的高频开关电源PCB与按照电磁兼容设计规则布线后的PCB进行仿真,得到其在200 MHz、600 MHz、1 GHz频率处的近场辐射参数。仿真结果表明:自动布线生成的高频开关电源PCB近场辐射的范围和数值均较大,电磁干扰较强。根据电磁兼容的相关规则对PCB进行优化后,近场辐射的范围和数值均有所减小,提高了PCB板的电磁兼容性。

开关电源输入EMI滤波器设计与仿真

开关电源中常用EMI滤波器抑制共模干扰和差模干扰。三端电容器在抑制开关电源高频干扰方面有良好性能。文中在开关电源一般性能EMI滤波器电路结构基础上,给出了使用三端电容器抑制高频噪声的滤波器结构。并使用PSpice软件对插入损耗进行仿真,给出了仿真结果。

有效降低开关电源EMI的电路设计

论证了频率调制技术的基本原理，通过调制恒定不变的时钟频率，将单个谐波的能量分散到一定的频带上，从而降低谐波频率电磁干扰（EMI）峰值．通过对3种调制方式进行研究和对比后，采用基于三角波图形调制方式设计了一种降低开关电源EMI的电路．测试结果表明，该电路可以使AC／DC开关电源的传导EMI降低3．5～5．7dB，有助于在开关电源系统板级设计时抑制EMI．

用于开关电源的EMI滤波器设计

给出了用转移矩阵[A]参数法分析电源EMI滤波器插入损耗的具体方法,介绍了电源EMI滤波器的几种基本结构。通过分析LISN网络和EMI噪声的特性,分别对共差模等效电路进行分析与设计。结合所要通过的EMC标准计算所需的插入损耗,选择合适的元器件构造电源EMI滤波器,最后通过试验验证了设计方法的正确性。

EMI滤波器技术在开关电源中的应用与研究

开关电源由于其可靠性高、输出稳定等优点而广泛应用于电力电子系统中,但其自身产生的电磁干扰对整个系统的影响不容忽视。为了抑制开关电源所产生的传导电磁干扰,提出了集成EMI滤波的级联技术,并针对功率变换器的输出波形进行仿真。仿真实验结果表明:这种级联的集成EMI滤波器对谐波有良好的抑制作用。

周期频率调制降低开关电源传导EMI的比较研究

利用频率调制技术从噪声产生源头上降低了开关电源传导电磁干扰。分析了频率调制降低EMI噪声的原理,并试制了一台周期频率调制反激变换器电源样机。比较了不同周期调制信号情况下开关管电流信号的频谱以及传导干扰测试的结果。实验结果表明,两种调制信号均能有效降低开关谐波峰值,但是三角波调制信号的扩频效果优于正弦波调制信号。

一种保护装置BUCK开关电源的PCB优化设计方法

小容量开关电源在继电保护装置的单板芯片供电上大量使用,其性能及稳定性直接决定了装置运行的稳定性。通过分析同步降压型BUCK开关电源的等效模型,阐述脉动电流在地平面上传输对系统的影响,提出了抑制BUCK电源干扰的PCB布局优化设计方法。实际应用证明,该方法可有效提高板件输出电压的稳定性,实用性较强。

正弦频率调制降低开关电源传导EMI的实验研究

利用正弦频率调制技术从噪声产生源头上降低了开关电源传导电磁干扰,简单地分析了正弦混沌频率调制降低EMI噪声的原理,并试制了一台正弦频率调制反激变换器电源样机,给出了开关管电流信号的频谱以及传导干扰测试的结果。实验结果表明该技术能有效降低开关谐波峰值,具有应用的前景。

EMI滤波器的PSpice仿真设计

建立开关电源EMI滤波器的共模和差模等效模型,给出了利用PSpice进行仿真设计的通用的具体步骤和方法,最终得到了实用的结果。

开关电源的PCB设计

开关电源的PCB设计既具有一般PCB设计的共性,又有其特性。随着开关电源开关频率的提高,EMI噪声污染越来越严重。本文给出了开关电源PCB设计的一般步骤,并给出实例。

开关电源传导EMI的模型分析与应用

从分布电容的角度出发,分析变压器及散热片产生EMI的方式及其特征,建立了开关电源共模传导发射的分析模型,并据此提出了降低反激式开关电源EMI共模发射源水平的解决方案及设计方法,通过实验验证了各设计方法的有效性。

开关电源传导EMI仿真分析

随着电子技术的发展,电磁兼容性的研究越来越受到重视。文章以反激式开关电源为研究对象,分析并建立了MOSFET、变压器等元件的高频模型,利用电容、电感、变压器、MOSFET、功率二极管的高频模型组建了仿真电路。使用OrCAD10.5/PSpice软件模拟仿真,同时对其传导EMI进行了分析并提出了相应的抑制方法,这些工作对开关电源的电磁兼容性设计具有一定的指导作用。

高频开关电源有源EMI滤波器应用研究

以反激式开关电源为研究平台,详细分析了开关电源中电磁干扰的问题,尤其是共模传导电磁干扰。重点研究基于运算放大器的有源共模传导EMI的抑制方法,并比较采用有源共模EMI滤波器和不采用有源共模EMI滤波器的实验原理及EMI水平。实验证明了该有源EMI滤波器工作稳定,滤波效果良好。

浅析开关电源的电磁干扰(EMI)及其抑制措施

对开关电源产生电磁干扰的机理进行了简要介绍,总结了几种主要的抑制开关电源电磁干扰的方法。