隔离式DC/DC 变换器的电磁兼容设计

电磁干扰，电感L1所使用的磁芯最好为闭合磁芯，带气隙的开环磁芯的漏磁场会形成电磁干扰，C1的容量较大为好，这样可以减小输入线上的纹波电压，从而减小在输入导线周围形成的电磁常

　　3.2 高频逆变电路的电磁兼容设计

　　如图3所示，C2、C3、V2、V3组成的半桥逆变电路，V2、V3为lGBT或M0SFET等开关器件，在V2、V3开通和关断时，由于开关时间很短以及引线电感、变压器漏感的存在，回路会产生较高的di／dt、dv／dt，从而形成电磁干扰，为此，在变压器原边两端增加R4、C4构成的吸收回路，或在V2、V3两端分别并联电容器C5、C6，并缩短引线，减小a—b、c—d、g—h、e—f的引线电感。在设计中，G4C5、C6。一般采用低感电容，电容器容量的大小取决于引线电感量、同路中电流值以及允许的过冲电压值的大小，由LI2／2=C△V2／2求得C的大小(L为回路电感，I为回路电流，△V为过冲电压值)。

　　为减小△V，就必须减小回路引线电感值，为此，在设计时常使用一种叫“多层低感复合母排”的装置，由我集团公司申请专利的该种母排装置能将回路电感降低到足够小，达lOnH级，从而达到减小高频逆变回路电磁干扰的目的。

　　在大电流或高电压下的快速开关动作是产生电磁噪声的根本，因此，尽可能选用产生电磁噪声小的电路拓扑，如在同等条件下双管正激拓扑比单管正激拓扑产生电磁噪声要小，全桥电路比半桥电路产生电磁噪声要小。另外，使用ZCS或ZVS软开关变换技术能有效降低高频逆变回路的电磁干扰。

　　图4所示为增加缓冲电路后开关管上的电流、电压波形与没有缓冲回路时的波形比较，可见增加缓冲电路后电流电压变化率降低很多。

　　由于变压器是一个发热元件，较差的散热条件必然导致变压器温度升高，从而形成热辐射，因此，变压器必须有很好的散热条件。

　　通常将高频变压器封装在一个铝壳盒内，并灌注电子硅胶，铝盒还可安装在铝散热器上，这样变压器即可形成较好的电磁屏蔽，还可保证有较好的散热效果．减小串磁辐射。

　　3.4 输出整流电路的电磁兼容设计

　　图6所示为半波整流电路，D6为整流二极管，D7为续流二极管，由于D6、D7，工作于高频开关状态，因此，输出整流电路的电磁干扰源主要是D6和D7．把R5、G12和R6、C13分别连接成D6、D7，的吸收电路，用于吸收其开关时产生的电压尖峰。

　　减少整流二极管的数量可减小电磁干扰的能量，因此，在同等条件下，采用半波整流比采用全波整流和全桥整流产生的电磁干扰要小。

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　　为减小二极管的电磁干扰，必须选用具有软恢复特性的、反向恢复电流小的、反向恢复时间短的二极管。从理论上讲，肖特基势垒二极管(SBD)是多数载流子导流，不存在少子的存储与复合效应，因而也就不会有反向电压尖峰干扰，但实际上对于具有较高反向工作电压的肖特基二极管，随着电子势垒厚度的增加，反向恢复电流会增大，也会产生电磁噪声。因此，在输出电压较低的情况下选用肖特基二极管产生的电磁干扰会比选用其它二极管要小。

　　3.5 输出直流滤波电路的电磁兼容设计

　　输出直流滤波电路主要用于切断电磁传导干扰沿导线向输出负载端传播，减小电磁干扰在导线周围的电磁辐射。

　　如图7所示，L2、C7、C18组成的LC滤波电路，能减小输出电流、电压纹波的大小，从而减小通过辐射传播的电磁干扰。滤波电容C17、C18应尽量采用多个电容并联，以减小等效串联电阻，从而减小纹波电压。输出电感L2应尽量大，以减小输出纹波电流的大小，另外，电感L2最好使用不开气隙的闭环磁芯，最好不是饱和电感。在设计时要记住，导线上有电流、电压的变化，在导线周围就有变化的电磁场，电磁场就会沿空间传播形成电磁辐射。

　　C19用于滤除导线上的共模干扰，尽量选用低感电容，且接线要短。C20、C21、C22、C23用于滤除输出线上的差模干扰，宜选用低感的三端电容，且接地线要短，接地可靠。

　　Z3为直流EMI滤波器，根据情况决定使用或不使用，是采用单级还是多级，但要求Z3直接安装在金属机箱上，并且滤波器输入、输出线最好能屏蔽隔离。

　　3.6 接触器、继电器、风机的电磁兼容设计

　　继电器、接触器、风机等在失电后，其线圈将产生较大的电压尖峰，从而产生电磁干扰，为此，在直流线圈两端反并联一个二极管或RC吸收电路，在交流线圈两端并联一个压敏电阻用于吸收线圈失电后产生的电压尖峰。如果接触器线圈电源与辅助电源的输人电源为同一个电源时，之间最好通过一个EMI滤波器。继电器触头动作时也将产生电磁干扰，因此，也要在触头两端增加RC吸收电路。

　　3.7 开关电源箱体结构的电磁兼容设计

1)材料选择在进行开关电源的箱体结构设计时，对于屏蔽材料的选择原则是，当干