可靠性設(shè)計之“電源EMC設(shè)計實例”

時間：2021-09-18 17:55:56

關(guān)鍵字： EMC 電源 C設(shè)計

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[導(dǎo)讀]本文主要介紹交流、直流電源入口的EMC設(shè)計。交流電源第一級共模防護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口（尤其是220V輸入）。首先，因為其為開關(guān)型防護器件，動作時電壓很低，會影響系統(tǒng)的供電；其次，氣體放電管存在續(xù)流的問題，動作后，只需要很...

本文主要介紹交流、直流電源入口的EMC設(shè)計。

交流電源

第一級共模防護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口（尤其是220V輸入）。首先，因為其為開關(guān)型防護器件，動作時電壓很低，會影響系統(tǒng)的供電；其次，氣體放電管存在續(xù)流的問題，動作后，只需要很低的電壓就能保證其導(dǎo)通，存在安全風險；對于220V系統(tǒng)而言，第一級共模濾波不推薦單獨使用壓敏電阻。首先，因為壓敏電阻存在老化問題，多次泄放之后性能會下降；其次壓敏電阻的失效模式為短路失效，失效后存在安全風險；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，因為220V開關(guān)電源的EMI噪聲比較嚴重，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)的浪涌防護來說，不推薦使用電阻和PPTC代替共模電感，因為一般1206電阻的最高額定電壓為200V，最高過負荷電壓為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。第二級共模防護采用TVS管，放置在整流橋的后面。如果防護要求不高，可直接采用第一級防護或者第二級防護。如果只有一級防護系統(tǒng)，那么保險絲或者PPTC須放置在最前端。同時，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

電源負極的第一級共模防護推薦采用氣體放電管，因為負極的電壓為0，所以不存在續(xù)流和測試時影響系統(tǒng)供電的情況，差模采用壓敏電阻。正極的共模防護通過差模的壓敏電阻和負極的氣體放電管實現(xiàn)，可以節(jié)省成本和板面積。退耦電路和第二級防護的設(shè)計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。如果防護要求不高，可直接采用第一級防護或者第二級防護。如果只有一級防護系統(tǒng)，那么保險絲或者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。