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開(kāi)關(guān)電源適配器電磁兼容性的設(shè)計(jì)
開(kāi)關(guān)電源適配器是較強(qiáng)的電磁干擾發(fā)射源。開(kāi)關(guān)電源適配器的一次整流橋，由于是非線性器件，形成電流是嚴(yán)重失真的正弦半波，含有豐富的高次諧波，所以多方面因素形成了諧波、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、浪涌、電快速瞬變等傳導(dǎo)和輻射一系列連續(xù)、脈動(dòng)和瞬變干擾，因此在開(kāi)關(guān)電源適配器的設(shè)計(jì)中必須考慮電磁兼容性設(shè)計(jì)。
EMI的設(shè)計(jì)主要是研究噪聲濾波器的設(shè)計(jì)。采用開(kāi)關(guān)電源濾波器能有效地抑制電網(wǎng)中的噪聲進(jìn)入設(shè)備，也可以抑制設(shè)備產(chǎn)生的噪聲污染電網(wǎng)。噪聲的傳播方式有兩種：一種是共模噪聲；另一種是差模噪聲。共模噪聲是流入大地的電流，差模噪聲是在線與線之間流動(dòng)的電路。
在噪聲濾波器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，目前以分散型濾波為多。在分散型濾波中使用的主要元件是共模電感線圈和線間電容器。
根據(jù)電磁騷擾的傳播途徑，開(kāi)關(guān)電源適配器的電磁兼容性設(shè)計(jì)包括：完善電路設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、濾波設(shè)計(jì)、屏蔽設(shè)計(jì)。
1. 完善電路設(shè)計(jì)
所選擇開(kāi)關(guān)電源適配器電路拓?fù)洳灰水a(chǎn)生過(guò)高的電壓和過(guò)大的電流，以避免高電壓電場(chǎng)干擾和大電流磁場(chǎng)干擾。在滿足要求的情況下，放大器" target=_blank>放大器的頻帶應(yīng)盡量窄，使其不易受干擾。適當(dāng)增加緩沖電路。
印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
① 高、中、低速邏輯電路同時(shí)應(yīng)用時(shí)，高速應(yīng)設(shè)計(jì)在電路板的人口處；
② 信號(hào)人口加RC去耦濾波，消除長(zhǎng)線傳輸干擾；
③ 電路中的電流環(huán)路應(yīng)保持最小；
④ 信號(hào)線和回線應(yīng)盡可能接近；
⑤ 使用較大的地平面以減小地線阻抗；
⑥ 電源線和地線應(yīng)相互接近；
⑦ 在多層電路板中，應(yīng)把電源面和地平面分開(kāi)；
⑧ 圓弧布線，不突變；
⑨ 盡量縮短連線；
⑩ 模擬電路和數(shù)字電路分開(kāi)，功率電路和控制電路分開(kāi)。
2.接地設(shè)計(jì)
A．接地是開(kāi)關(guān)電源適配器抑制電磁噪聲的重要方法。
接地的作用：
①提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，若不與大地相接，易受地電容的干擾；
②泄放靜電感應(yīng)在機(jī)箱上的靜電，避免高壓放電；
③操作安全。
B．不考慮安全接地，僅從電路參考點(diǎn)的角度考慮，接地可分為懸浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地。
①懸浮地
開(kāi)關(guān)電源適配器中的參考地與機(jī)殼隔離，可以避免機(jī)殼中的干擾電流直接耦合到電源電路中。當(dāng)浮地系統(tǒng)靠近高壓時(shí)，可能堆積靜電荷，形成危害或引起靜電放電，形成干擾電流。在雷電環(huán)境下，在機(jī)箱和單元電路間產(chǎn)生電弧。所以開(kāi)關(guān)電源中不宜采用懸浮地。
②單點(diǎn)接地
單點(diǎn)接地分為單點(diǎn)串聯(lián)接地和并聯(lián)接地。單點(diǎn)串聯(lián)接地的優(yōu)點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是各電路會(huì)通過(guò)接地線，相互影響。在采用這種接地方式時(shí)必須注意把最高電平電路放在最靠近接地點(diǎn)A處，以使B點(diǎn)和C點(diǎn)的電位升高最小。相對(duì)單點(diǎn)串聯(lián)接地，單點(diǎn)并聯(lián)接地?zé)o公共地阻抗干擾，但地線數(shù)量多，在高頻(MHz以上)時(shí)效果差。
③多點(diǎn)接地
各接地點(diǎn)就近接地，其優(yōu)點(diǎn)是：接線簡(jiǎn)單，引線短。高頻阻波現(xiàn)象顯著減少。其缺點(diǎn)是：接地阻抗隨頻率升高而增大。
④混合接地
實(shí)際情況比較復(fù)雜，很難通過(guò)一種簡(jiǎn)單的接地方式來(lái)解決，而是常常采用單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地組合成混合接地。
濾波設(shè)計(jì)
濾波是消除干擾經(jīng)常采用的措施。在設(shè)計(jì)和選用濾波器時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
①明確工作頻率和所要抑制的干擾頻率，如兩者非常接近，則需要應(yīng)用頻率特性非常陡峭的濾波器才能把兩種頻率分開(kāi)；
②保證濾波器在高壓情況下能夠可靠地工作；
③濾波器連續(xù)通過(guò)最大額定電流時(shí)，其溫度要低，以保證在該額定電流連續(xù)工作時(shí)，不破壞濾波器中器件的工作性能；
④為使工作時(shí)的濾波器頻率特性與設(shè)計(jì)值相符合，要求與它連接的信號(hào)源阻抗和負(fù)載阻抗的數(shù)值等于設(shè)計(jì)時(shí)的規(guī)定值；
⑤濾波器必須具有屏蔽結(jié)構(gòu)，屏蔽箱蓋和本體要有良好的電接觸，濾波器的電容引線應(yīng)盡量短，最好選用低引線短電感的穿心電容； ⑥要有較高的工作可靠性，因?yàn)樽鞣雷o(hù)電磁干擾用的濾波器，故障往往比其他元件的故障更難找。
安裝濾波器時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)
①電源線路濾波器應(yīng)安裝在離設(shè)備電源人口盡量靠近的地方，不要讓未經(jīng)過(guò)濾波器的電源線在設(shè)備框內(nèi)迂回；
②濾波器中的電容器引線應(yīng)盡可能短，以免因引線感抗和容抗在低頻率上諧振；
③濾波器的接地導(dǎo)線上有很大的短路電流通過(guò)，會(huì)引起附加的電磁輻射，故應(yīng)對(duì)濾波器元件本身進(jìn)行良好的屏蔽和接地處理；
④濾波器的輸入和輸出線不能交叉，否則會(huì)因?yàn)V波器的輸入-輸出電容耦合通路引起串?dāng)_，從而降低濾波特性，通常的辦法是輸入和輸出之間加隔板或頻蔽層。
屏蔽設(shè)計(jì)
屏蔽有兩個(gè)目的，一是限制內(nèi)部輻射的電磁能量泄漏出該內(nèi)部區(qū)域，二是防止外來(lái)的輻射干擾進(jìn)入該內(nèi)部區(qū)域。電磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽體對(duì)電磁能流的反射、吸收和引導(dǎo)作用，而這些作用是與屏蔽結(jié)構(gòu)表面上和屏蔽體內(nèi)感生的電荷、電流與極化現(xiàn)象密切相關(guān)的。
屏蔽體的設(shè)計(jì)原則
①首先確定電磁環(huán)境，包括電磁場(chǎng)的類型、場(chǎng)的強(qiáng)度、頻率及屏蔽體至源的距離等；
②確定接受機(jī)的敏感度以及對(duì)屏蔽的要求；
③根據(jù)電磁屏蔽的要求及電磁場(chǎng)的性質(zhì)，適當(dāng)選擇材料的導(dǎo)電率、磁導(dǎo)率和厚度；
④在確定屏蔽材料后，進(jìn)行屏蔽結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)于電場(chǎng)屏蔽主要選擇高導(dǎo)率材料（如銅）；對(duì)于磁場(chǎng)屏蔽，特別是低頻磁場(chǎng)屏蔽，主要選擇鐵或其他高磁導(dǎo)率材料。若達(dá)不到要求，在允許的條件下，可以采用增大厚度的辦法；
⑤如果單層屏蔽不能滿足屏蔽要求，可用雙層以上的屏蔽，以獲得更好的屏蔽效果；
⑥當(dāng)屏蔽室需要透明時(shí)，可采用金屬網(wǎng)屏蔽，金屬網(wǎng)屏蔽的效能顯然比不上金屬實(shí)壁屏蔽體，所以一般不采用雙層屏蔽；
⑦對(duì)于通風(fēng)孔、探測(cè)器的慷慨屏蔽殼體、電纜進(jìn)出口接插件等開(kāi)口處均按特殊要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。