反激电源设计实践1:缩环电容对EMC优化的影响
2025-08-11
在做电源FAE(现场应用工程师)的工作中,我们经常遇到客户产品的EMC(电磁兼容性)超标问题。有的是单独电源超标、有的是单独电源有余量,带上系统负载(比如家电或工业控制板的主板供电)接入后出现EMC超标的情况。
客户的应用场景非常广泛,所以在整改过程遇到了各种应用场景的案例,从而在整改调试中积累了很多的改善方案。其中发现很多是由PCB layout的影响,“缩环”是一个重要的解决方案。
1. 什么是缩环电容?
缩环电容是指在电源电路中使用电容器来减少噪声传播。它通常放置在噪声源和敏感区域之间,通过提供低阻抗路径来吸收高频噪声,从而降低电磁干扰。
2.缩环电容如何影响EMC?
减少噪声辐射:通过吸收电源回路中的高频噪声,减少电磁波的辐射。
优化电流回路:缩环电容能提供低阻抗路径,减少噪声的传播,优化电流流动。
降低共模干扰:与其他滤波元件配合使用,减少干扰信号在系统中的传递。
3. 电源系统负载对EMC的影响
电源单独测试时EMC通常良好,但与负载连接后,EMC表现可能变差。这是因为负载会引起电源状态变化,导致噪声增加。此时,合理布局缩环电容可以改善整体EMC表现。
4.缩环电容的应用经验
选择合适的电容:根据电源的工作频率选择适合的电容(如陶瓷电容或铝电解电容)。
优化布局:将电容放置在噪声源附近,确保它能有效抑制干扰。
增加电容数量:在噪声较大的区域增加电容,达到更好的滤波效果。
增加10 nF旁路电容降低等效的大电解电容环路面积
● 初级侧高di/dt 的环路可以耦合至:
– 次级电路
– EMI 滤波元件
– 输出电缆
● 所有这些会带来EMI问题
● 高di/dt的电流会优先选择最小环路面积的路径流动 (楞次定律)
● 这个初级环路是电源中两个噪声最大的环路之一,尤其是辐射EMI
缩环电容是解决电源EMC问题的有效工具,通过优化电源电路中的电容布局,可以显著降低噪声,提升电源系统的电磁兼容性。在实际应用中,根据不同的电源和负载情况,灵活调整电容的选择和布局,能够更好地应对EMC挑战。
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