对于设计LED电源的工程师来说,电磁干扰问题是一直存在于设计中的一个关键问题。如何能解决这个问题?我们先来看看影响电磁兼容的几个因素。
一 影响EMC的几个因素
(1)驱动电源的电路结构
最初的LED电源就是线性电源,但是线性电源在工作时会以发热的形式损耗大量能量。
虽然笨重,发热量大,优点是,对外干扰小,电磁干扰小,也容易解决。
而现在使用比较多的LED开关电源,都是以PWM形式的LED驱动电源是让功率晶体管工作
在导通和关断状态。功率半导体器件上所产生的损耗也很小。缺点比较明显的是,电磁干扰(EMI)也更严重。
(2)开关频率
LED电源的电磁兼容出现问题一般是开关电路的电源中。而开关电路是开关电源的主要干扰
源之一。
在LED电源系统中,开关电路产生电流尖峰信号,而当负载电流变化时也会产生电流尖峰信号。这就电磁干扰根源之一。
(3)接地
在所有EMC题目中,主要题目是不适当的接地引起的。在开关电路频率低于1MHz时,可采用单点接地方法,但不适宜高频;在高频应用中,最好采用多点接地。混合接地是低频用单点接地,而高频用多点接地的方法。地线布局是关键,高频数字电路和低电平模拟电路的接地电路尽不能混合。
(4)设计
适当的印刷电路板(PCB)布线对防止EMI是至关重要的。
(5)智能LED电源的复位电路设计
在LED电源中,有不少智能LED电源采用单片机控制,复位系统结合软件处理措施就是一道有效的纠错防御的屏障。
常用的复位系统有以下两种:
①外部复位系统。
②使用其内部的复位定时器
二 对干扰措施的硬件处理方法
1.减少开关电源本身的干扰
①软开关技术
②开关频率调制技术
③元器件的选择
④ 合理使用电磁干扰滤波器
EMI滤波器的主要目的之一,电网噪声是电磁干扰的一种,它属于射频干扰(RFI)(其传导噪声的频谱大致为10KHz~30MHz,最高可达150MHz。
⑤EMI滤波器能有效抑制开关电源适配器的电磁干扰
图3中曲线a为不加EMI滤波器时开关电源适配器上0.15MHz~30MHz传导噪声的波形。
曲线b-是加入EMI滤波器后的波形,它能将电磁干扰衰减50分贝(Uv)~70分贝(Uv)。
显然,插入EMI 滤波器的效果更佳。
图3:加入EMI滤波器前后的情况
2.切断干扰信号的传播途径
①电源线干扰可以使用电源线滤波器滤除。
②改善PCB板的电磁兼容性设计
3.增强受干扰体的抗干扰能力
①采用必要的共模/差模抑制电路,同时也要采取一定的滤波和防电磁屏蔽措施以减小干扰的进进。
②在条件许可的情况下尽可能采取各种隔离措施(如光电隔离或者磁电隔离),从而阻断干扰的传播。
③防雷击措施