開關電源的電磁兼容性設計（二）

c、屏蔽措施及變壓器的繞制

         在設計高頻變壓器時必須把漏感減至*小。因為漏感越大，產生的尖峰電壓幅值愈高，漏極箝位電路的損耗就越大，這必然導致電源效率降低。減小漏感可以采取以下措施：

(1)減少原邊繞組的匝數；

(2)增大繞組的寬度；

(3)增加繞組的高、寬比；

(4)減小各繞組之問的絕緣層；

(5)增加繞組之間的耦合程度。屏蔽是抑制開關電源輻射騷擾的有效方法，而隔離變壓器是共模噪聲的另一個主要來源。如圖5所示，變壓器主要的寄生參數為：漏感LK，繞組間電容CR，交叉耦合電容CTc變壓器繞組間的交叉耦合電容為共模噪聲流過整個系統提供了通路。

         在變壓器的繞制過程中采用法拉第屏蔽(Faraday shield)來減小交叉耦合電容。法拉第屏蔽簡單來說就是用銅箔或鋁箔包繞在原邊繞組和副邊繞組之間，形成一個靜電屏蔽層隔離區，并接地，其中原邊繞組和副邊繞組如圖6所示交錯繞制，以減小交叉耦合電容。

        圖6中N1A、N1B是原邊繞組，分兩次繞；N2A、N2B是副邊繞組；N3、N4分別是輔助繞組；SCREEN為銅箔屏蔽。安規上一般要求散熱器接地，那么開關管漏極與散熱器之間的寄生電容就為共模噪聲提供了通路，可以在漏極和散熱器之間加一銅箔或鋁箔并接地以減小此寄生電容。

d、接地技術

         開關電源同樣也需要重視地線的連接，地線承擔著參考電平的重任，特別是控制電路的參考地，如電流檢測電阻的地電平和無隔離輸出的分壓電阻的地電平。控制信號的地電平誤差應盡可能的小，因此，采用控制部分一點接地，然后將公共連接點再單點接至功率地。這種接地方式可以使噪聲源和敏感電路分離。另外，地線盡量鋪寬，對空白區域可敷銅填滿，力求盡量降低地電平誤差和EMI。

        另外，在裝置中盡量采用表面貼裝元器件，使組裝密度更高，體積更小，重量更輕，可靠性更高，高頻特性好，減小電磁和射頻干擾。

e、PCB元件布局及走線

[page] 開關電源的印制電路板設計也是解決開關電源電磁兼容性問題的一個至關重要的方面。在設計中采用了以下措施保證電磁兼容性。

(1)把交流的輸入濾波部分，高壓整流和濾波部分，高頻逆變部分，低壓整流輸出部分從左到右依次排列布局，使信號方向保持一致，便于生產中檢修、調試，并且可以減少信號的環路，使印制電路板的平面與磁力線相平行，這樣交變磁場就不會切割印制電路板平面內的導線，減少電磁干擾。并且把控制電路和功率電路分開，中間采用鋁板隔離，防止干擾信號騷擾控制電路。

(2)盡可能地縮小高頻大電流電路所包圍的面積，縮短高電壓元器件的連線，設法減少它們的分布參數和相互間的電磁干擾，特別是易受干擾的元器件不能彼此靠得很近。

(3)縮小控制電路所包圍的面積。因為，這部分電路是開關電源中*敏感的部分?？s小其面積，實際上就是減小了干擾“接收天線”的尺寸，有利于降低對外部干擾的響應能力，提高開關電源的電磁兼容性。

(4)有脈沖電路流過的區域遠離輸出端子，使噪聲源于直流輸出部分分離；交流輸入部分盡量遠離輸出部分，以避免由于相互間靠得太近，通過線路間的耦合，將原本“干凈”的輸出由于受到輸入部分的電磁騷擾發射而受“污染”。

(5)TOPSwitch GX246Y的漏極連接到變壓器和箝位二極管的連接線盡量簡短，因為連接線上有很高的開關電壓，會引起附加的共模電磁干擾的發射。

試驗結果

        經過以上電磁兼容性設計，開關電源的輸出電壓調整率△V0/V0=O.12/12=l％，達到了預期設計要求。圖7是紋波電壓輸出圖，圖8是其工作時的噪音分析圖。

結語

        如今，開關電源體積越來越小，功率密度越來越大，EMl/EMC問題成為了開關電源穩定性的一個關鍵因素，也是*容易忽視的一個方面。實踐證明，EMI問題越早考慮，越早解決，費用越小，效果越好。隨著各國電磁兼容性標準的加強，電磁兼容性設計在開關電源設計過程中的位置也愈加重要，因此，必須充分重視電磁兼容性設計的作用和重要性。