TOPSwitchII系列开关电源的电磁兼容性设计

电源技术论文TOPSwitchII系列开关电源的电磁兼容性设计作者Email:SHUJUN.WANG@MT.COM摘要:系统地分析了TOPSwitchII系列开关电源产生噪声的主要原因及产生噪声的回路和部件,给出了相应的抗干扰措施,从而提高了开关电源的电磁兼容性。关键词:开关电源噪声电磁兼容性TOPSwitchII开关电源具有单片集成化、外围电路简单、效率高的优点,在大多数的电子设备中得到了广泛的应用。然而,开关电源自身产生的各种噪声却形成了一个很强的电磁干扰源。这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强,对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁;同时,一些国家对此也有严格的指标,不能满足者将被拒之门外。本文以美国PI公司TOPSwitchII系列为例,介绍开关电源的电磁干扰及其抑制。1开关电源产生噪声的原因开关电源工作在高频、高压、大电流开关状态,并以开和关的时间比来控制输出电压的高低。TOPSwitchII系列器件工作频率为100kHz,电源线路内的dv/dt很大,产生的各种噪声通过电源线以共模或差模方式向外传导,同时还向周围空间辐射噪声。图1给出了一种典型TOPSwitchII系列的开关电源电路图,下面以此为例分析其产生噪声的主要原因。1.1电源一次侧回路的噪声在一次整流回路中,整流二极管D1~D4只有在脉动电压超过C2的充电电压的瞬间,电流才从电源输入侧流入。所以,一次整流回路产生高次畸变波,如图1,形成噪声,这是影响传导辐射的一个重要指标。此外,电源在工作时,TOPSwitchII处于高频率通断状态,在由脉冲变压器初级线圈L1、TOPSwitchII和滤波器C2构成的高频电流环路中,如果布局、布线不合适,造成环路面积过大,可能会产生较大的空间辐射噪声。如图2(A),为初级电流Ipri的波形,其基波为开关频率,谐波即为干扰