降低PFC電磁干擾的其他措施

為了進一步降低電磁干擾,還需對電路做必要的改進,以滿足電源適配器的要求。

1.PFC拓撲結(jié)構(gòu)的選擇

要實現(xiàn)高功率因數(shù)、高電源效率及緊湊的尺寸,建議設(shè)計中小功率PFC時采用高功率因數(shù)的單級式拓撲結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的兩級式拓撲結(jié)構(gòu)(PFC升壓+DC/DC變換器)難以滿足要求。

單級式拓撲結(jié)構(gòu)能省下PFC升壓變換器,減少元器件數(shù)量,降低系統(tǒng)總成本。采用單級式拓撲結(jié)構(gòu),系統(tǒng)也會受到一些影響,如無一次側(cè)高壓能量存儲,輸出電壓保持時間較短。另外,輸出紋波較高,必須采用更多的低壓輸出電容,使其對動態(tài)負載響應(yīng)較慢。但這對LED照明應(yīng)用并不構(gòu)成問題,因為電源適配器一般對動態(tài)負載響應(yīng)時間不做要求,而且即使輸出電流中包含紋波,人眼觀察到的只是平均電流通過LED時的光輸出。

2.切斷干擾的傳播途徑

(1)增加干擾源(如電機、繼電器)與PFC的距離,用地線把它們隔離或者給PFC加上屏蔽罩。

(2)電路板合理分區(qū),將強信號、弱信號、數(shù)字信號、模擬信號電路合理地分區(qū)域布置。

(3)功率器件的地線要單獨接地,以減小互相干擾。將功率器件盡可能布置在靠近印制板邊緣位置。

3.PFC的頻率抖動技術(shù)

所謂頻率抖動,就是控制開關(guān)頻率以某一低頻速率(例如250次/s)變化,即可將開關(guān)頻率∫限制在很窄的波段內(nèi)抖動。由于開關(guān)頻率是在額定值f附近不斷變化的,它與固定頻率f的高次諧波干擾之間沒有相關(guān)性,因此利用頻率抖動信號能降低PFC的傳導(dǎo)噪聲。

設(shè)計大功率PFC時,可選用具有頻率抖動功能的開關(guān)電源IC,例如最大輸出功率為33wW的TOPSwitch-HX系列單片開關(guān)電源集成電路,其頻率抖動范圍是土5kHz(開關(guān)頻率為132kHz)或±2.5kHz(開關(guān)頻率為66kHz)。相比之下,TOPS witch-GX是士4kHz(開關(guān)頻率為132kHz)或士2kHz(開關(guān)頻率為66kHz)。增加頻率抖動范圍可減小電磁干擾,降低EMI濾波器的成本。

4.隔離技術(shù)

所謂隔離技術(shù),是指將噪聲源與信號線相互隔離開的技術(shù)。在PFC中經(jīng)常采用光耦合器來實現(xiàn)一次側(cè)與二次側(cè)的隔離。在對被傳輸?shù)哪M信號進行隔離時,宜選用線性光耦合器,其電流傳輸比(CTR)接近于常數(shù)。此外,還經(jīng)常用高頻變壓器隔離,繼電器隔離,布線隔離等技術(shù)

5.正確選擇接地點

功率因數(shù)校正器有5種地線:模擬地、數(shù)字地、功率地、交流地(接大地G)和屏蔽地。設(shè)計整機電路時應(yīng)根據(jù)技術(shù)條件和實際情況來決定究竟是浮地還是接地,需要采用哪種地線,選擇單點接地還是多點接地。

6.元器件選擇

采用性能更好的EMI濾波器,可進一步降低電磁干擾。為降低元器件的噪聲應(yīng)盡量采用金屬膜電阻和低噪聲的有源器件。為了減小溫度漂移,全部元器件需經(jīng)過高、低溫老化處理。必要時,還可增加溫度補償電路。