發布日期：2022-04-28 點擊率：23
【導讀】電源適配器（Power adapter）是小型便攜式電子設備及電子電器的供電電源變換設備，一般由外殼、變壓器、電感、電容、控制IC、PCB板等元器件組成，它的工作原理由交流輸入轉換為直流輸出；按連接方式可分為插墻式和桌面式。廣泛配套于安防攝像頭，機頂盒，路由器，燈條，按摩儀等設備中。適配器本質上就是一個開關電源，因此EMC問題也越來越受到大家關注。
產生噪音的原因
在開關電源中，功率器件高頻開通關斷的操作導致電流和電壓的快速的變化是產生EMI的主要原因。
1、在電路中的電感及寄生電感中快速的電流變化產生磁場從而產生較高的電壓尖峰：
2、在電路中的電容及寄生電容中快速的電壓變化產生電場從而產生較高的電流尖峰:
圖 1: Mosfet 電壓電流波形
解決方法
磁場和電場的噪聲與變化的電壓和電流及耦合通道如寄生的電感和電容直接相關。直觀的理解， 減小電壓率du/dt和電流變化率di/dt及減小相應的雜散電感和電容值可以減小由于上述磁場和電場產生的噪聲，從而減小EMI干擾。
1. 減小電壓率du/dt 和電流變化率di/dt
（1）減小電壓率du/dt和電流變化率di/dt可以通過以下的方法來實現：改變柵極的電阻值和增加緩沖吸引電路，如圖2和圖3所示。增加柵極的電阻值可以降低開通時功率器件的電壓變化率。
圖 2: 柵極驅動電路
（2）圖3中，基本的RCD箝位電路用于抑制由于變壓器的初級漏感在開關管關斷過程中產生的電壓尖峰。L1，L2 和L3可以降低高頻的電流的變化率。L1和L2只對特定的頻帶起作用。L3對于工作于CCM模式才有效。R1C1，R2C2，R3C3，R4C4 和 C5可以降低相應的功率器件兩端的高頻電壓的變化率。
圖 3: 緩沖吸引電路
（3）所有的這些緩沖吸引電路都需要消耗一定功率，產生附加的功率損耗，降低系統的效率；同時也增加元件的數量和PCB的尺寸及系統的成本，因此要根據實際的需要選擇使用。
2. 減小寄生的電感和電容值
（1）開關器件是噪聲源之一，其內部引線的雜散電感及寄生電容也是噪聲耦合的通道，但是由于這些參數是器件固有的特性，電子設計和應用工程師無法對它們進行優化。寄生電容包括漏源極電容和柵漏極的Miller電容。
（2）變壓器是另外一個噪聲源，而初級次級的漏感及初級的層間電容、次級的層間電容、初級和次級之間的耦合電容則是噪聲的通道，解決方法如下：
初級或次級的層間電容可以通過減小繞組的層數來降低，增大變壓器骨架窗口的寬度可在減小繞組的層數。分離的繞組如初級采用三明治繞法可以減小初級的漏感，但由于增大了初級和次級的接觸面積，因而增大了初級和次級的耦合電容。
采用銅皮的Faraday屏蔽可以減小初級與次級間的耦合電容。Faraday屏蔽層繞在初級與次級之間，并且要接到初級或次級的靜點如初級地和次級地。Faraday屏蔽層使初級和次級的耦合系數降低，從而增加了漏感。
結語
希望通過此文的簡單介紹，能幫助大家理解電源適配器EMC產生原因和找到解決方向，下兩期我們詳細介紹傳導和輻射的解決方案。
來源：韜略科技EMC，原創：張小林、詹育云
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