引言
随着现代逆变技术的发展.开关电源正向着高频化、小型化的方向发展:在此基础上开发出的三端隔离、脉宽调制型反激式单片开关电源,集成了高压M0SFET、振荡器、脉宽调制器、闭环控制电路以及限流、过热保护功能的集成芯片。以其为核心构成的单片开关电源外围电路简单,输入电压范围宽,达到85~265V,电能转换效率达到90%,已被广泛应用于中小功率开关电源中。
TOPSwitch单片电源应用频率一般在20kHz以上,这样对前级电路(通常是电网)带来很大的电磁干扰问题,危及其他电气设备的正常运行;而且其本身产生的干扰直接危害到电子设备的正常工作。为此必须对电路进行电磁兼容(EMC)设计,使电磁干扰问题限制在允许的范围内。
本文运用TOP224Y构成一款30W反激变换电路,对其进行了电磁兼容分析,并在多个方面实施EMC优化设计,实验结果表明文中分析的有效性,为反激变换电路的EMC设汁提供了一定的理论根据。
1 电磁兼容分析
根据国际电工委员会(IEC)定义,电磁兼容性是电子设备的一种功能,电子设备在电磁环境中能完成其功能,而不产生不能容忍的干扰。解决EMC问题,主要考虑3个要素,即噪声源、耦合途径、噪声接收机。因此,电磁兼容没计的任务就是消弱千扰源的能量,隔离或减弱噪声耦合途径及提高设备对电磁干扰的抵抗能力。
1.1 共模、差模电路模型分析
单片开关电源的集成度很高,已经通过合理的设计将引线电感和寄生电容参数减小到比较小的水平。电路的共模电磁干扰主要是漏一源电压和输出整流管反向恢复过程产生的,由于高频变压器的分布电容以及芯片对地分布电容的影响,高频电流不能完全抵消,形成共模干扰,其电路模型如图1所示。这种共模干扰可以通过EMI滤波器的共扼电感和Y电容提供高频电流对地泄放通道进行抑制。差模干扰电路模型如图2所示,也可以通过EMI滤波器的X电容进行抑制。