Ott关于不同模式电磁干扰水平的公式(2)示意了回路面积对电路电磁干扰水平产生的直接线性影响。E=263×10-16(f2AI)(1/r)(2)辐射场正比于下列参数:涉及的谐波频率(f,单位Hz)、回路面积(A,电源模块非标定制,单位m2)、电流(I)和测量距离(r,单位m)。此概念可以推广到所有利用梯形波形进行电路设计的场合,不过本文仅讨论电源设计。参考图4中的交流模型,研究其回路电流流动情况:起点为输入电容器,然后在Q1导通期间流向Q1,再通过L1进入输出电容器,后返回输入电容器中。当Q1关断、Q2导通时,就形成了第二个回路。之后存储在L1内的能量流经输出电容器和Q2,如图5所示。这些回路面积控制对于降低电磁干扰是很重要的,在PCB走线布线时就要预先考虑清器件的布局问题。当然,回路面积能做到多小也是有实际限制的。
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电源设计中即使是普通的直流到直流开关转换器的设计都会出现一系列问题,尤其在高功率电源设计中更是如此。除功能性考虑以外,工程师必须保证设计的鲁棒性,以符合成本目标要求以及热性能和空间限制,当然同时还要保证设计的进度。另外,出于产品规范和系统性能的考虑,电源产生的电磁干扰(EMI)必须足够低。不过,电源的电磁干扰水平却是设计中难预计的项目。有些人甚至认为这简直是不可能的,设计人员能做的就是在设计中进行充分考虑,尤其在布局时。
电源模块常见异常和解决方法
输出电压过低
电源模块输出电压过低,可能会导致整体系统不能正常工作,如微控制器系统中,负载突然增大,会拉低微控制器供电电压,容易造成复位。并且电源长时间低电压工作,电路的寿命会出现极大的折损。
输出电压过低的原因:
(1)输入电压较低或功率不足
(2)输出线路过长或过细,造成线损过大
(3)输入端的防反接二极管压降过大
(4)输入滤波电感过大
解决方法:可以通过调整供电或者更换相应的外围电路来改善。如:调高电压或换用更大功率输入电源,调整布线,增大导线截面积或缩短导线长度,减小内阻,换用导通压降小的二极管,减小滤波电感值或降低电感的内阻。
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