110V高频大功率电源方案分享之电磁兼容设计

在昨天的方案分享中，我们为大家分享了一种110V的高频大功率电源单片机系统的设计，这一大功率电源在应用过程中具有高效率、低功耗、高瞬态响应等特点。在今天的文章中，我们将会就这一高频大功率电源的电磁兼容设计情况，进行简要介绍和分析，下面就让我们一起来看一下吧。

这种110V高频大功率电源的主回路原理图如下图图1所示，其单片机控制系统的逻辑方框图，如下图图2所示。

图1 主回路原理图

图2 单片机控制系统逻辑方框图

在这一大功率电源的系统设计过程中，为了提升这一电源系统的整体性能，其本身的稳定性和电磁兼容性研究就显得非常重要。为解决好这些问题，我们主要从输出纹波抑制和高频干扰抑制两个方面入手，进行了相关准备。这一大功率电源系统中的控制回路原理如下图图3所示。

图3 控制回路原理方框图

输出纹波的抑制

我们所设计的这种110V的大功率电源，也属于直流开关电源的范畴之内，而这种开关电源在应用中其纹波频段分布又比较广泛，小到几十Hz而大到几十上百MHz都有。对100Hz～几百kHz频段的纹波，我们可以利用输出回路的L-C滤波电路便可有效进行抑制。为了提高抑制效果，这里的LC参数必须选得足够大。但是，LC参数太大又极易引起几十Hz的低频振荡，所以LC参数又不能太大，需要进行多次计算后选定。

在本方案中，针对100Hz以下的纹波，除了LC参数要选得合适外，我们还选择将反馈信号从输出端移到了输出滤波器前级，以此来避免LC参数增大所带来相移的增加。针对那些超高频段的纹波（尖峰电压），则在开关器件的集-射集间加电容，在变压器原边和整流桥后面加无感RC吸收回路进行抑制。

高频干扰的抑制

在本方案所设计的110V高频大功率电源系统中，通过图1和图3所展示的主电路和控制回路系统框图，我们可以得出结论，那就是这一系统中引起高频干扰的来源主要是开关管、高频变压器和高频整流二极管。因此，从消除噪声源的角度出发，我们合理设计了开关管的RCD吸收网络，选用了新型高频变压器和快速恢复二极管。这种高频变压器采用了铍膜合金磁性材料，并具有独特的罐型磁芯结构，它把所有的线圈绕组都用磁芯封在了里面，因此它的漏磁小、屏蔽效果佳。

同时，我们从消除噪声传递途径考虑，也采取了一些应对措施。主要的应对办法是在输入和输出端安装新一代的EMI滤波器，这是抑制传导干扰的最有效方法。新一代的EMI滤波器由差、共模扼流圈和若干小容量电容构成，能有效消除差、共模干扰。另外，在本方案中我们还在开关管散热器、快恢复二极管与安装板之间增加了一定厚度的绝缘隔磁材料，减小了这些部位的分布电容，从而也有效抑制了噪声的传递。

以上就是本文针对一种110V高频大功率电源所进行的方案分享，希望通过本文的介绍，对给位工程师的电源产品研发工作提供一些帮助。