熟悉电源电路设计的小伙伴们都知道,在电路设计中,电磁干扰(EMI)是首要考虑并解决的难题之一,而且在LED电源设计最为突出。今天我们来谈谈如何降低并解决LED电源的电磁干扰问题,希望对小伙伴们有所帮助。
为什么要解决LED电源的电磁干扰问题?
通常来说,LED电源在导通时,特征是电压低、电流大;而LED电源在关断时,特征是电压高、电流小,因此功率半导体器件产生的能量损耗也很小,但相比其他电源电路,LED电源的电磁干扰问题更加严重,引发安全事故的概率更大。
如何降低解决LED电源的电磁干扰问题?
1、减少开关电源本身的干扰
①软开关技术,是指在原有的硬开关电路中新增电感和电容元件,通过电感和电容的谐振,降低开关过程中的du/dt和di/dt,促使开关器件在开通时电压的下降先于电流的上升,或关断时电流的下降先于电压的上升,以此来消除电压和电流的重叠。
②开关频率调制技术
是指通过调制开关频率fc,将集中在fc及其谐振2fc、3fc等上的能量分散到周围的频带上,以此降低各个频点的EMI幅值。
③元器件的选择
选择不易产生噪声、不易传导和辐射噪声的元器件来组成LED电源。需要注意的是二极管和变压器等桡足类元器件的选择,一般来说,反向恢复电流小、回复时间端的快速恢复二极管是开关电源高频整流部分的理想器件。
④合理使用电磁干扰滤波器
在电源电路中的电磁干扰问题,其中之一是电网噪声,属于射频干扰(RFI),它的传导噪声频谱为10KHz-30MHz,最高可达150MHz,特点是差模干扰幅度小,但共模干扰幅度大,通过导线产生辐射,所造成的的干扰较大。若是想降低其传道感染,最有效的方法是在开关电源输入和输出电路中安装电磁干扰滤波器。
2、主动大幅增强受干扰体的抗干扰能力
①输入/输出
在LED电源系统中,输入/输出也是干扰源的传导线和接收射频干扰信号的拾检源,工程师在设计是通过共模/差模抑制电路,以一定的滤波和防电磁屏蔽措施辅助,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。
②防雷击措施
室外的LED电源系统或从室外排挤引进室内的电源线、信号线,也要考虑防雷击措施,常用的防雷击器件有气体放电管、TVS等。
3、切断干扰信号的传播途径以此降低电磁干扰
①使用电源线滤波器
电源线上的干扰可通过电源线滤波器来滤除,一个合理有效的开关电源EMI滤波器应该对电源线上差模和共模干扰都有较强的抑制作用。
②改善PCB板的电磁兼容性设计
PCB设计的好坏对LED电源系统的电磁 兼容性影响很大。若设计不当,很容易影响到LED电源系统的可靠性产生不利影响。