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开关电源适配器电磁兼容性涉及的内容

发布时间:2021.11.11 15:54 浏览次数:35
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开关电源适配器电磁兼容性涉及的内容
对于开关电源适配器的设计者来说,要进行电磁兼容性的设计,首先要了解电磁兼容性所涉及的主要内容,根据实际情况可以归纳为四个方面的内容。
1. 电磁干扰产生的形式
衡量开关电源适配器的抗电磁干扰的性能,主要是检测开关电源适配器在运行时产生的EMI信号电平,这种EMI信号又称为噪声。开关电源适配器在日常工作时可能向外发射电磁干扰,干扰通过空间传播的称为辐射噪声;当干扰通过设备各种连接线(电源线、信号线、控制线等)传播的称为传导噪声。
在电磁干扰源周围空间存在着电场和磁场,会对附近的敏感设备产生干扰,这种干扰方式称为近场耦合噪声。在电磁兼容性设计时应予重点考虑。
2. 电磁敏感度(EMS)的测量
电磁敏感度是衡量开关电源适配器抗干扰性能的。电磁骚扰可以通过传导、辐射、近场耦合等各种途径传送到电子、电器设备,但能否对设备产生干扰,影响设备的正常工作,则取决于骚扰强度和设备的抗干扰能力,即设备的电磁敏感度EMS。只有当骚扰强度足够大,以致超过设备的敏感度门限时才能构成对设备的干扰。设备的敏感度门限是指使设备产生不希望的响应或造成其性能降级时的骚扰电平,电磁敏感度门限越低说明设备的抗干扰能力越差。
3. 雷电产生的电磁脉冲(EMP)
雷电对开关电源适配器的危害有两种。一种是直接雷击危害,这种很少发生。另一种是感应雷危害,由于雷电放电电流是强烈的噪声源,在雷电放电时周围空间辐射出强电磁场,从而使地面上的金属导体感应出很高的电压。系统中的信号线、电源线、控制线上都可能由于感应雷的作用而产生浪涌高压脉冲,所以要求模拟雷击和发生核爆炸时在电网上生成的尖峰信号并施加在开关电源设备上,而不导致设备的性能降低或故障,因此,必须采取适当的浪涌保护器件。目前常用的浪涌抑制器件有气体放电管、硅雪崩二极管、金属氧化物压敏电阻以及新型的固态瞬时电压抑制器等。
4. 静电放电(ESD)的性能指标
衡量开关电源适配器的电磁兼容性的静电放电性能指标,是指将模拟静电放电特性电压施加到被测设备上,而不导致其性能下降或发生故障。为了保证开关电源适配器具有良好的性能指标,主要从设备的使用环境、元器件选择、结构的设计和电路设计来考虑。由于静电放电可能对半导体器件及数字电路造成的危害有以下多方面:
a. 当在MOS器件上加过高的静电放电电压时,会使MOS器件出现静电击穿,导致MOS器件失效。一般厚度为100~200nm的氧化层击穿电压约为100V左右。
b. 当静电放电时,所产生的静电感应电压能使双极型晶体管等发生局部温升,使其中一种材料达到熔点而损坏器件。
c. 当带有静电的物体对数字电路放电时,可能产生非常大的脉冲电流,瞬时感应电压也非常大,使地线上电位波动,容易造成数字电路误动作,甚至损坏。对于开关电源适配器的设计者,在实际设计中,要认识到静电放电的复杂性以及产生根源,然后采取有效的措施设计、选择抑制器件。

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