MCM功率电源模块电磁兼容技术研究
2021-04-15

对MCM功率电源而言,由于其工作在几百kHz的高频开关状态,故易成为干扰源。从国外同类公司的报告及实际措施来看,解决DC/DC变换器电磁干扰主要就是满足10kHz~10MHz电源线传导发射(即国军标GJB151A-97中CE102)的要求。

  解决的关键技术

  1.电路的设计技术

  通过EDA仿真,利用可靠性优化和可靠性简化技术设计电路参数,着重解决如下问题。 ① 线路的自激振荡:合理地选择消振网络,消除DC/DC变换器的R、L、C参数选取的不合理性引起的振荡,减小EMI的电平。DC/DC电源由于工作在高频开关状态,很容易形成高频自激,有时反应为带满载时正常带轻载时自激,有时反映为常温时正常高温或低温时自激,因此元器件的选取、补偿网络的应用显得尤为重要。

  ② 纹波与噪声的有效抑制:抑制的方法大致可以归结为二类,即降低本身的纹波与噪声和设计滤波电路。

  为了抑制外来的高频干扰,也为了抑制DC/DC变换器对外传导干扰,通过在DC/DC变换器的输入端、输出端设计滤波电路,抑制共模、差模干扰,降低EMI电平。其中,C1、C2、C3为差模滤波电容,C4、C5为共模滤波电容,L1为共模扼流圈,L2为差模滤波电感。

  为了减少DC/DC变换器通过输入、输出端传导EMI,除了在输入、输出端采取LC滤波外,还在电源的输入地到金属外壳之间、输出地到金属外壳之间增加高频滤波电容,以减少共模干扰的产生。但此处要注意电容耐压要大于500V,以满足产品隔离电压的要求。

  图中,L1、C1组成的输入滤波电路和L2、C2组成的输出滤波电路能减少纹波电流的大小,从而减少通过辐射传播的电磁干扰。滤波电容C1、C2采用多个电容并联,以减少等效串联电阻,从而减小纹波电压。C3、C4、C5、C6用于滤除共模干扰,其值不宜取大,以避免有较大的漏电流。

  2 抑制干扰源技术

  DC/DC变换器的主要干扰源有高频变压器、功率开关管及整流二极管,为此逐一地采取措施。