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非隔离式电源的共模电流

上网日期: 2012年05月08日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:德州仪器? EMI? LED?

电源设计小贴士 40:非隔离式电源的共模电流

作者:Robert Kollman,德州仪器 (TI)

非隔离式电源的共模电流可能成为一个电磁干扰 (EMI) 源,您是否曾经消除过它呢?在一些高压电源中,例如:LED灯泡所使用的电源,您可能会发现您无法消除它们。经仔细查看,发现非隔离式电源与隔离式电源其实并没有什么两样。开关节点接地寄生电容,产生共模电流。

图1是一个LED电源的示意图,其显示了该降压调节器中共模电流产生的主要原因。原因就是开关节点接地电容。令人惊讶的是,如此小的一点电容,仍会产生问题。CISPR B类(适用于住宅设备)辐射规定允许1MHz下46 dBuV (200 uV) 信号的50电源阻抗。这也就是说,仅允许4uA的电流。如果转换器在100 kHz下对Q2漏极的200 Vpk-pk方波进行开关操作,则基准电压约为120伏峰值。由于谐波随频率降低而成比例下降,因此1MHz下会有约9 Vrms。我们可以利用它来计算允许电容,得到约0.1pF,即100fF(相当于1MHz下2兆欧阻抗),其为这个节点完全可能的电容量。另外,还存在电路接地其余部分的电容,其为共模电流提供了一条返回通路,如图1所示C_Stray2。


图1 仅100fF的开关节点电容却产生了EMI问题

在LED灯应用中,没有基底连接,只有热和绝缘,因此共模EMI滤波便成为问题。这是因为电路为高阻抗。它可以由一个与2兆欧容抗串联的9 Vrms 电压源表示(如图2所示),无法增加阻抗来减少电流。要想降低1MHz下的辐射,您需要降低电压,或者减小寄生电容。降低电压共有两种办法:颤动调谐或者上升时间控制。颤动调谐通过改变电源的工作频率来扩展频谱范围。


图2 100fF可导致超出EMI限制


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