對于剛入門電源行業(yè)的朋友來說，對于為什么要加強開關電源的EMC(電磁兼容性)，并不是很了解。其實開關電源是通過改變開關器件的導通比來控制輸出電壓和電流的大小，通常在幾十kHz以上的開關頻率下工作，當開關導通時，它將流過浪涌電流 Cdv/dt;當開關斷開時，其兩端將會產(chǎn)生浪涌電壓Ldi/dt，形成較強的電磁干擾源。尤其近些年來，隨著半導體開關器件的不斷發(fā)展，開關頻率已經(jīng)提高到MHz數(shù)量級，從而就使得電磁干擾愈發(fā)嚴重。因此就必須要采用相應的措施來加強其EMC。本文就將透過Buck變換器來看EMC問題。
Buck系統(tǒng)的電磁干擾
以下結合Buck變換器來具體討論電磁干擾產(chǎn)生的原因和條件，從而找出抑制和消除的方法。圖1是Buck變換器的原理結構圖。
圖1 Buck原理結構圖
主電路主要由功率開關管S、肖特基二極管D、濾波電容C、電感L、阻性負載Ro以及無感采樣電阻RL組成。此電路的基本參數(shù)是輸入端為36V鉛酸蓄電池，輸出要求為10A恒流，開關頻率為50kHz?？刂菩酒捎肧G3525，驅動芯片采用TLP250。輔助電源采用反激。主電路選擇合適的閉環(huán)參數(shù)是重要的一步，合適的閉環(huán)參數(shù)可以使電路穩(wěn)定，產(chǎn)生較小的EMD。
圖2是該系統(tǒng)的電磁兼容性示意圖，結合此圖分析系統(tǒng)所處的電磁環(huán)境及其相互作用的情況。顯然，電磁干擾既可發(fā)生在系統(tǒng)內部，又有可能發(fā)生在系統(tǒng)之間。
圖2 系統(tǒng)的電磁兼容性示意圖
從圖2中可以看出，任何一種EMI均由三部分組成：騷擾源、耦合路徑和受擾體。騷擾源產(chǎn)生的干擾經(jīng)耦合途徑進入受擾體，若干擾水平超出受擾體的敏感程度就會影響其正常工作而構成干擾。與數(shù)字電路相比，由于開關電源功率開關管的高速開關動作，它產(chǎn)生的干擾強度較大;騷擾源主要集中在功率開關器件以及與之相連的高頻變壓器上;開關頻率不高，主要干擾形式是傳導干擾和近場干擾。一般解決EMD針對3方面：抑制騷擾源、切斷干擾途徑和提高受擾體的抗干擾能力。
由此可知Buck的主要騷擾源是開關管和功率二極管。由于開關頻率較高，傳輸?shù)哪芰坑执螅试陂_關過程中會產(chǎn)生很高的毛刺。
由于設計的開關電源的幾何尺寸遠小于30MHz電磁場對應的波長，因此，電磁干擾主要考慮的是傳導干擾。MOSFET在開關過程中產(chǎn)生的電壓尖峰和振蕩主要通過導線寄生電感和寄生電容干擾受擾體，開關過程越快，尖峰越高，振蕩越明顯，干擾越強。
