非隔離式" title="非隔離式">非隔離式電源的共模" title="共模">共模電流可能成為一個(gè)電磁干擾 (EMI) 源,，您是否曾經(jīng)消除過它呢,？在一些高壓電源中，例如：LED 燈泡所使用的電源,，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)您無法消除它們,。經(jīng)仔細(xì)查看，發(fā)現(xiàn)非隔離式電源與隔離式電源其實(shí)并沒有什么兩樣,。開關(guān)節(jié)點(diǎn)接地寄生電容" title="寄生電容">寄生電容,，產(chǎn)生共模電流。

圖 1 是一個(gè) LED 電源的示意圖,，其顯示了該降壓調(diào)節(jié)器中共模電流產(chǎn)生的主要原因,。原因就是開關(guān)節(jié)點(diǎn)接地電容。令人驚訝的是,，如此小的一點(diǎn)電容,，仍會(huì)產(chǎn)生問題。CISPR B 類（適用于住宅設(shè)備）輻射規(guī)定允許 1 MHz 下 46 dBuV (200 uV) 信號(hào)的 50 電源阻抗,。這也就是說,，僅允許 4 uA 的電流。如果轉(zhuǎn)換器在 100 kHz 下對(duì) Q2 漏極的 200 Vpk-pk 方波進(jìn)行開關(guān)操作,，則基準(zhǔn)電壓約為 120 伏峰值,。由于諧波隨頻率降低而成比例下降，因此 1MHz 下會(huì)有約 9 Vrms,。我們可以利用它來計(jì)算允許電容,，得到約 0.1pF，即 100 fF（相當(dāng)于 1 MHz 下 2 兆歐阻抗）,，其為這個(gè)節(jié)點(diǎn)完全可能的電容量,。另外，還存在電路接地其余部分的電容,，其為共模電流提供了一條返回通路,，如圖 1 所示 C_Stray2。



圖 1 僅 100 fF 的開關(guān)節(jié)點(diǎn)電容卻產(chǎn)生了 EMI 問題

在 LED 燈應(yīng)用中,，沒有基底連接,，只有熱和絕緣，因此共模 EMI 濾波便成為問題,。這是因?yàn)殡娐窞?a class="cblue" href="http://forexkbc.com/search/?q=高阻抗" title="高阻抗">高阻抗,。它可以由一個(gè)與 2 兆歐容抗串聯(lián)的 9 Vrms 電壓源表示（如圖 2 所示），無法增加阻抗來減少電流,。要想降低 1MHz 下的輻射,，您需要降低電壓，或者減小寄生電容。降低電壓共有兩種辦法：顫動(dòng)調(diào)諧或者上升時(shí)間控制,。顫動(dòng)調(diào)諧通過改變電源的工作頻率來擴(kuò)展頻譜范圍,。



圖 2 100 fF 可導(dǎo)致超出 EMI 限制

要討論顫動(dòng)調(diào)諧，首先請(qǐng)閱讀《電源設(shè)計(jì)小貼士 8》（2009 年 2 月）,。上升時(shí)間控制通過降低電源的開關(guān)速度來限制高頻譜,，最適合解決 10MHz 以上的 EMI 問題。減小開關(guān)節(jié)點(diǎn)的寄生電容很容易,，只需最小化蝕刻面積或者使用屏蔽材料,。該節(jié)點(diǎn)到整流電源線路的電容，不會(huì)形成共模電流,，因此您可以將導(dǎo)線埋入多層型印制線路板 (PWB),，從而減少大量不需要的電容。但是,，您無法徹底消除它,，因?yàn)?FET 漏極和電感仍然余留有電容。圖 2 給出了一幅曲線圖,，引導(dǎo)您逐步計(jì)算 EMI 頻譜,。第一步是計(jì)算電壓波形（紅色）的頻譜。通過計(jì)算漏電壓波形的傅里葉級(jí)數(shù),，或者只需計(jì)算基本分量然后對(duì)包線取近似值（1除以調(diào)和數(shù)和基本分量）,，便可完成上述計(jì)算。在高頻完成進(jìn)一步的調(diào)節(jié)（1/ （pi *上升時(shí)間））,，如7MHz以上頻率所示,。下一步，用該電壓除以寄生電容的電抗,。有趣的是,，低頻輻射為扁平穩(wěn)定狀態(tài)，直到頻率穿過由上升時(shí)間設(shè)定的極點(diǎn)為止,。最后,，CISPR B 類規(guī)定也被繪制成圖。僅 0.1 pF 的寄生電容和一個(gè)高壓輸入,，輻射就已接近于規(guī)定值,。

EMI 問題也存在于更高的頻率,，原因是輸入線路傳輸共振引起的電路共振和輻射,。共模濾波可以幫助解決這些問題，因?yàn)樵?C_Stray2存在大量的電容,。例如,，如果電容大小為 20 pF，則其在 5MHz 下阻抗低于 2 K-Ohms,。我們可以在電路和50 Ohm 測(cè)試電阻器之間增加阻抗足夠高的共模電感,，以降低測(cè)得輻射,。更高頻率時(shí)，也是如此,。

總之,，使用高壓、非隔離式電源時(shí),，共模電流會(huì)使 EMI 輻射超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,。在一些雙線式設(shè)計(jì)中（無基底連接），解決這個(gè)問題尤其困難,，因?yàn)橛性S多高阻抗被包含在內(nèi),。解決這個(gè)問題的最佳方法是最小化寄生電容，并對(duì)開關(guān)頻率實(shí)施高頻脈動(dòng),。頻率更高時(shí),，電路其余部分的分散電容的阻抗變小，因此共模電感可以同時(shí)降低輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射,。

下次,，我們將討論 DDR 內(nèi)存的電源，敬請(qǐng)期待,。

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