开关电源的电磁兼容性设计（二）

c、屏蔽措施及变压器的绕制

         在设计高频变压器时必须把漏感减至*小。因为漏感越大，产生的尖峰电压幅值愈高，漏极箝位电路的损耗就越大，这必然导致电源效率降低。减小漏感可以采取以下措施：

(1)减少原边绕组的匝数；

(2)增大绕组的宽度；

(3)增加绕组的高、宽比；

(4)减小各绕组之问的绝缘层；

(5)增加绕组之间的耦合程度。屏蔽是抑制开关电源辐射骚扰的有效方法，而隔离变压器是共模噪声的另一个主要来源。如图5所示，变压器主要的寄生参数为：漏感LK，绕组间电容CR，交叉耦合电容CTc变压器绕组间的交叉耦合电容为共模噪声流过整个系统提供了通路。

         在变压器的绕制过程中采用法拉第屏蔽(Faraday shield)来减小交叉耦合电容。法拉第屏蔽简单来说就是用铜箔或铝箔包绕在原边绕组和副边绕组之间，形成一个静电屏蔽层隔离区，并接地，其中原边绕组和副边绕组如图6所示交错绕制，以减小交叉耦合电容。

        图6中N1A、N1B是原边绕组，分两次绕；N2A、N2B是副边绕组；N3、N4分别是辅助绕组；SCREEN为铜箔屏蔽。安规上一般要求散热器接地，那么开关管漏极与散热器之间的寄生电容就为共模噪声提供了通路，可以在漏极和散热器之间加一铜箔或铝箔并接地以减小此寄生电容。

d、接地技术

         开关电源同样也需要重视地线的连接，地线承担着参考电平的重任，特别是控制电路的参考地，如电流检测电阻的地电平和无隔离输出的分压电阻的地电平。控制信号的地电平误差应尽可能的小，因此，采用控制部分一点接地，然后将公共连接点再单点接至功率地。这种接地方式可以使噪声源和敏感电路分离。另外，地线尽量铺宽，对空白区域可敷铜填满，力求尽量降低地电平误差和EMI。

        另外，在装置中尽量采用表面贴装元器件，使组装密度更高，体积更小，重量更轻，可靠性更高，高频特性好，减小电磁和射频干扰。

e、PCB元件布局及走线

[page] 开关电源的印制电路板设计也是解决开关电源电磁兼容性问题的一个至关重要的方面。在设计中采用了以下措施保证电磁兼容性。

(1)把交流的输入滤波部分，高压整流和滤波部分，高频逆变部分，低压整流输出部分从左到右依次排列布局，使信号方向保持一致，便于生产中检修、调试，并且可以减少信号的环路，使印制电路板的平面与磁力线相平行，这样交变磁场就不会切割印制电路板平面内的导线，减少电磁干扰。并且把控制电路和功率电路分开，中间采用铝板隔离，防止干扰信号骚扰控制电路。

(2)尽可能地缩小高频大电流电路所包围的面积，缩短高电压元器件的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰，特别是易受干扰的元器件不能彼此靠得很近。

(3)缩小控制电路所包围的面积。因为，这部分电路是开关电源中*敏感的部分。缩小其面积，实际上就是减小了干扰“接收天线”的尺寸，有利于降低对外部干扰的响应能力，提高开关电源的电磁兼容性。

(4)有脉冲电路流过的区域远离输出端子，使噪声源于直流输出部分分离；交流输入部分尽量远离输出部分，以避免由于相互间靠得太近，通过线路间的耦合，将原本“干净”的输出由于受到输入部分的电磁骚扰发射而受“污染”。

(5)TOPSwitch GX246Y的漏极连接到变压器和箝位二极管的连接线尽量简短，因为连接线上有很高的开关电压，会引起附加的共模电磁干扰的发射。

试验结果

        经过以上电磁兼容性设计，开关电源的输出电压调整率△V0/V0=O.12/12=l％，达到了预期设计要求。图7是纹波电压输出图，图8是其工作时的噪音分析图。

结语

        如今，开关电源体积越来越小，功率密度越来越大，EMl/EMC问题成为了开关电源稳定性的一个关键因素，也是*容易忽视的一个方面。实践证明，EMI问题越早考虑，越早解决，费用越小，效果越好。随着各国电磁兼容性标准的加强，电磁兼容性设计在开关电源设计过程中的位置也愈加重要，因此，必须充分重视电磁兼容性设计的作用和重要性。