如何抑制电磁干扰,一直都是开关电源模块设计中不可忽视的问题,其不仅关系到电源模块本身的可靠性,也关系到整个应用系统的安全和稳定性。全面抑制开关电源模块的各种噪声干扰才会使开关电源模块得到更广泛的应用。
一、电磁干扰的定义
电磁干扰(ElectroMagneticInterference,简称EMI)是指任何在传导或电磁场伴随着电压、电流的作用而产生会降低某个装置、设备或系统的性能,或可能对生物或物质产生不良影响之电磁现象。
二、电磁干扰的产生
1、电磁干扰的产生
骚扰源、敏感设备与耦合途径并称电磁干扰三要素。对于开关电源模块来说,噪声的产生在于电流或电压的急剧变化,即di/dt或dv/dt很大,因此高功率和高频率运作的器件都是EMI噪声通信电路的。
三、抑制电磁干扰的对策
人们总是想方设法地将电磁干扰三要素之中的一个去掉:屏蔽掉骚扰源、隔离开敏感设备或者切断耦合途径。从能量的角度来讲,电磁干扰是一种能量,无法不让它产生,只有用一定的办法去减小其对系统的干扰。可用到的方法可分为两大类:一种是让能量泄放掉;另一种是把能量给挡在外部。可以说一种方法是减小其产生的幅度,另一种则切断其传播途径。
(1)输入端
输入端是整个电源的入口处,电源内部的噪声也可由此传播到外部,对外界造成干扰。通常采用的策略是在输入加X电容、Y电容、差模电感和共模电感对噪声和干扰进行过滤。
(2)输出端
对于输出,特别是有长输出引线的情况,电源模块跟系统搭配后,电源内部一些噪声干扰就可能由输出线而耦合到外界,电机控制电路干扰其他用电设备。对此,最好的办法是同对付输入端的干扰一样去加一些共模滤波和差模滤波。此外,还可以在输出线串套磁珠环;采用双绞线或是屏蔽线,以达到抑制EMI干扰的目的。
保险丝的特点和工作原理
保险丝(fuse)也被称为电流保险丝,IEC127标准将它定义为“熔断体(fuse-link)”。其主要是起过载保护作用。
最早的保险丝于一百多年前由爱迪生发明,由于当时的工业技术不发达白炽灯很贵重,所以,最初是将它用来保护价格昂贵的白炽灯的。
正如它最初的设计,它是一种安装在电路中,当危害性大电流超过一定时间会牺牲自己,从而保证电路安全运行的电器元件。
我们都知道,物理学中讲到电流具有热效应,即电流流过导体时,因导体存在一定的电阻,导体将会发热,且测试测量电路发热量遵循着这个公式:q=0.24i2rt;其中q是发热量,i是流过导体的电流,r是导体的电阻,t是电流流过导体的时间。当制作保险丝的材料及其形状确定了,其电阻r就相对确定了(若不考虑它的电阻温度系数)。
当电流流过它时,它就会发热,随着时间的增加其发热量也在增加。电流与电阻的大小确定了产生热量的速度,保险丝的构造与其安装的状况确定了热量耗散的速度,若产生热量的速度小于热量耗散的速度时,保险丝是不会熔断的;若产生热量的速度等于热量耗散的速度时,在相当长的时间内它也不会熔断;若产生热量的速度大于热量耗散的速度时,那么产生的热量就会越来越多,又因为它有一定比热及质量,其热量的增加就表现在温度的升高上,当温度升高到保险丝的熔点以上时保险丝就发生了熔断,这就是它的工作原理。