解決LED電源電磁干擾問題,是3C認證順利通過不可繞過的一環(huán)。熟悉電源電路設(shè)計的朋友們都知道,在LED電源的設(shè)計過程中,電磁干擾EMI是個不小的難題,那么如何能解決這個問題?
本文將從這一角度來分享對電磁兼容性的處理,讓電磁干擾不再是難題!
影響EMC的幾個因素:
驅(qū)動電源的電路結(jié)構(gòu)
最初的LED電源就是線性電源,但是線性電源在工作時會以發(fā)熱的形式損耗大量能量。線性電源的工作方式,使他從高壓變低壓必須有將壓裝置,一般的都是變壓器,再經(jīng)過整流輸出直流電壓。雖然笨重,發(fā)熱量大,優(yōu)點是,對外干擾小,電磁干擾小,也容易解決。
而現(xiàn)在使用比較多的LED開關(guān)電源,都是以PWM形式的LED驅(qū)動電源是讓功率晶體管工作在導通和關(guān)斷狀態(tài)。在導通時,電壓低,電流大;關(guān)斷時,電壓高,電流小,因此功率半導體器件上所產(chǎn)生的損耗也很小。缺點比較明顯的是,電磁干擾(EMI)也更嚴重。
開關(guān)頻率
LED電源的電磁兼容出現(xiàn)問題一般是開關(guān)電路的電源中。而開關(guān)電路是開關(guān)電源的主要干擾源之一。
開關(guān)電路是LED驅(qū)動電源的核心,開關(guān)電路主要由開關(guān)管和高頻變壓器組成。它產(chǎn)生的du/dt具有較大幅度的脈沖,頻帶較寬且諧波豐富。
這種高頻脈沖干擾產(chǎn)生的主要原因是:開關(guān)管負載為高頻變壓器初級線圈,是感性負載。
開關(guān)脈沖尖峰
導通瞬間,初級線圈產(chǎn)生很大的涌流,并在初級線圈的兩端出現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓;斷開瞬間,由于初級線圈的漏磁通,致使部分能量沒有從一次線圈傳輸?shù)蕉尉€圈,電路中形成帶有尖峰的衰減振蕩,疊加在關(guān)斷電壓上,形成關(guān)斷電壓尖峰。
高頻脈沖產(chǎn)生更多的發(fā)射,周期性信號產(chǎn)生更多的發(fā)射。在LED電源系統(tǒng)中,開關(guān)電路產(chǎn)生電流尖峰信號,而當負載電流變化時也會產(chǎn)生電流尖峰信號。這就電磁干擾根源之一。
接地
在所有EMC題目中,主要題目是不適當?shù)慕拥匾鸬摹S腥N信號接地方法:單點、多點和混合。在開關(guān)電路頻率低于1MHz時,可采用單點接地方法,但不適宜高頻;在高頻應用中,最好采用多點接地。混合接地是低頻用單點接地,而高頻用多點接地的方法。地線布局是關(guān)鍵,高頻數(shù)字電路和低電平模擬電路的接地電路盡不能混合。
PCB設(shè)計
適當?shù)挠∷㈦娐钒?PCB)布線對防止EMI是至關(guān)重要的。
智能LED電源的復位電路設(shè)計
增強受干擾體的抗干擾能力。
在LED驅(qū)動電源系統(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(shè)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(nèi)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:氣體放電管等。氣體放電管是當電源的電壓大于某一數(shù)值時,通常為數(shù)十V或數(shù)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(shù)百乃上千A的電流。