電路設計：電源電路中的電磁兼容

電源電路

電源電路設計中，功能性設計主要考慮溫升和紋波大小。溫升大小由結構散熱和效率決定;輸出紋波除了采用輸出濾波外，輸出濾波電容的選取也很關鍵：大電容一般采用低ESR電容，小電容采用0.1UF和1000pF共用。電源電路設計中，電磁兼容設計是關鍵設計。主要涉及的電磁兼容設計有：傳導發射和浪涌。

傳導發射設計一般采用輸入濾波器方式。外部采購的濾波器內部電路一般采用下列電路：

Cx1和Cx2為X電容，防止差模干擾。差模干擾大時，可增加其值進行抑制;Cy1和Cy2為Y電容，防止共模干擾。共模干擾大時，可增加其值進行抑制。需要注意的是，如自行設計濾波電路，Y電容不可設計在輸入端，也不可雙端都加Y電容。

浪涌設計一般采用壓敏電阻。差模可根據電源輸入耐壓選取;共模需要電源輸入耐壓和產品耐壓測試綜合考慮。

當浪涌能量大時，也可考慮壓敏電阻(或TVS)與放電管組合設計。

1電源輸入部分的EMC設計

應遵循①先防護后濾波;②CLASS B規格要求的電源輸入端推薦兩級濾波電路，且盡量靠近輸入端;③在電源輸入端濾波電路前和濾波電路中無采樣電路和其它分叉電路;如果一定有采樣電路，采樣電路應額外增加了足夠的濾波電路。

原因說明：

①先防護后濾波：

第一級防護器件應在濾波器件之前，防止濾波器件在浪涌、防雷測試中損壞，或導致濾波參數偏離，第二級保護器件可以放在濾波器件的后面;選擇防護器件時，還應考慮個頭不要太大，防止濾波器件在PCB布局時距離接口太遠，起不到濾波效果。

②CLASS B規格要求的電源輸入端推薦兩級濾波電路，且盡量靠近輸入端：

CLASSB要求比CLASS A要求小10dB，即小3倍，所以應有兩級濾波電路;CLASSA規格要求至少一級濾波電路;所謂一級濾波電路指包含一級共模電感的濾波電路。

③在電源輸入端濾波電路前和濾波電路中無采樣電路和其它分叉電路;如果一定有采樣電路，采樣電路應額外增加了足夠的濾波電路：

電源采樣電路應從濾波電路后取;

如果采用電路精度很高，必須從電源輸入口進行采樣時，必須增加額外濾波電路。

2電源輸出部分的EMC設計

應遵循①電源模塊輸出一定要求有濾波措施,推薦使用共模電感或差模電感;②長距離電源走線是否預留足夠電容組10uF/0.1uF或1uF/0.01uF，應考慮PCB板每間隔187.5px放置一對。

原因說明：

①電源模塊輸出一定要求有濾波措施,推薦使用共模電感或差模電感：

用共模電感進行濾波，防止開關電源的噪聲串到整個單板的電源、地上;

用磁珠進行濾波，防止開關電源的噪聲串到整個單板的電源、地上;

在電源輸出端設計Y電容時，需斟酌，如有螺釘可使Y電容就近接地時，可考慮增加，否則不用。

②長距離電源走線是否預留足夠電容組10uF/0.1uF或1uF/0.01uF，應考慮PCB板每間隔187.5px放置一對：

當電源模塊有多路電源輸出時，比如提供給通訊接口的通訊電源、地，提供給傳感器供電的12V、24V電源、地，提供給繼電器驅動用的12V電源、地，均會存在長距離走線問題，為了使電源、地之間的阻抗最小，且回路最小，應每隔187.5px增加一對電容。

3電源轉換芯片的EMC設計

應遵循電源轉換芯片輸入輸出端應并聯BULK電容和去耦電容;電容容值應依據芯片手冊推薦，或者依據驅動能力來估算;開關轉換芯片輸出應考慮磁珠進行濾波。

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