如何解決LED電源的電磁干擾問題?
2022-03-24(1519)次瀏覽
熟悉電源電路設計的朋友們都知道,在LED電源的設計過程中,電磁干擾EMI是個不小的難題,LED電源在導通時,電壓低,電流大;關斷時,電壓高,電流小,因此功率半導體器件上所產生的損耗 也很小。缺點比較明顯的是,電磁干擾(EMI)也更嚴重。那要怎么解決LED電源的電磁干擾問題呢?可以從以下幾個方面入手:
解決LED電源的電磁干擾問題的方法:
1、減少開關電源本身的干擾
軟開關技術,在原有的硬開關電路中增加電感和電容元件,利用電感和電容的諧振,降低開關過程中的du/dt和di/dt,使開關器件開通時電壓的下降先于電 流的上升,或關斷時電流的下降先于電壓的上升,來消除電壓和電流的重疊。開關頻率調制技術,通過調制開關頻率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,以降低各個頻點上的EMI幅值。元器件的選擇,選擇不易產生噪聲、不易傳導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。反向恢復電流小、恢復時間短的快速恢復二極管是開關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,電網噪聲是電磁干擾的一種,它屬于射頻干擾(RFI),其傳導噪聲的頻譜大致為10KHz~30MHz,最高可達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,還可以通過導線產生輻射,所造成的干擾較大。欲削弱傳導干擾,最有效的方 法就是在開關電源輸入和輸出電路中加裝電磁干擾濾波器。LED電源一般采用簡易式單級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 制開關電源適配器的電磁干擾。
2、主動大幅增強受干擾體的抗干擾能力
在LED電源系統(tǒng)中輸進/輸出也是干擾源的傳導線,和接收射頻干擾信號的拾檢源,我們設計時一般要采取有效的措施:采用必要的共模/差模抑制電路,同時也要采取一定的濾波和防電磁屏蔽措施以減小 干擾的進進。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 排擠引進室內的電源線、信號線,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。氣體放電管是當電源的電壓大于某一數值時,通常為數十V或數百V,氣體擊穿放電,將電源線上強沖擊脈沖導進大地。TVS可以 看成兩個并聯(lián)且方向相反的齊納二極管,當兩端電壓高于某一值時導通。其特點是可以瞬態(tài)通過數百乃上千A的電流。
3、通過切斷干擾信號的傳播途徑來減少電磁干擾
第一種情況是電源線干擾可以使用電源線濾 波器濾除。一個合理有效的開關電源EMI濾波器應該對電源線上差模和共模干擾都有較強的抑制作用。改善PCB板的電磁兼容性設計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。隨著電子技術的飛速發(fā)展,PCB的密度越來越高。
PCB設計的好壞對LED電源系統(tǒng)的電磁 兼容性影響很大。實踐證實,即使電路原理圖設計正確,印刷電路板設計不當,也會對LED電源系統(tǒng)的可靠性產生不利影響。PCB抗干擾設計主要包括PCB布局、布線及接地,其目的是減小PCB的電磁輻射和PCB上電路之間的串擾。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,而地線布線不當導致的交流聲,由于整流電路的倍頻作用頻率約為100HZ,仔細區(qū)分還是可以察覺的。因此,在設計印刷電路板的時候,應留意采用正確的方法,遵守PCB設計的一般原則,并應符合抗干擾的設計要求。
以上關于怎么解決LED電源的電磁干擾問題就為大家分享到這里,總的來說,針對于LED電源EMC/EMI的主要幾個控制技術是:電路措施、EMI濾波、元器件選擇、屏蔽和印制電路板抗干擾設計等。如果能正確合理的對這些問題進行解決,順利通過3C認證,不是問題。
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