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LED电源的电磁干扰的解决小窍门

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第2536期

小编将从这一角度来分享对电磁兼容性的处理,让电磁干扰不再是难题!通过解决LED电源电磁干扰问题,是3C认证顺利通过不可绕过的一环。熟悉电源电路设计的朋友们都知道,在LED电源的设计过程中,电磁干扰EMI是个不小的难题,那么如何能解决这个问题?


影响EMC的几个因素:


驱动电源的电路结构

最初的LED电源就是线性电源,但是线性电源在工作时会以发热的形式损耗大量能量。线性电源的工作方式,使他从高压变低压必须有将压装置,一般的都是变压器,再经过整流输出直流电压。虽然笨重,发热量大,优点是,对外干扰小,电磁干扰小,也容易解决。

而现在使用比较多的LED开关电源,都是以PWM形式的LED驱动电源是让功率晶体管工作在导通和关断状态。在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小,因此功率半导体器件上所产生的损耗也很小。缺点比较明显的是,电磁干扰(EMI)也更严重。

开关频率

LED电源的电磁兼容出现问题一般是开关电路的电源中。而开关电路是开关电源的主要干扰源之一。

开关电路是LED驱动电源的核心,开关电路主要由开关管和高频变压器组成。它产生的du/dt具有较大幅度的脉冲,频带较宽且谐波丰富。

这种高频脉冲干扰产生的主要原因是:开关管负载为高频变压器初级线圈,是感性负载。

开关脉冲尖峰

导通瞬间,初级线圈产生很大的涌流,并在初级线圈的两端出现较高的浪涌尖峰电压;断开瞬间,由于初级线圈的漏磁通,致使部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈,电路中形成带有尖峰的衰减振荡,叠加在关断电压上,形成关断电压尖峰。

高频脉冲产生更多的发射,周期性信号产生更多的发射。在LED电源系统中,开关电路产生电流尖峰信号,而当负载电流变化时也会产生电流尖峰信号。这就电磁干扰根源之一。

接地

在所有EMC题目中,主要题目是不适当的接地引起的。有三种信号接地方法:单点、多点和混合。在开关电路频率低于1MHz时,可采用单点接地方法,但不适宜高频;在高频应用中,最好采用多点接地。混合接地是低频用单点接地,而高频用多点接地的方法。地线布局是关键,高频数字电路和低电平模拟电路的接地电路尽不能混合。

PCB设计

适当的印刷电路板(PCB)布线对防止EMI是至关重要的。

智能LED电源的复位电路设计

增强受干扰体的抗干扰能力。

在LED驱动电源系统中输进/输出也是干扰源的传导线,和接收射频干扰信号的拾检源,我们设计时一般要采取有效的措施:

采用必要的共模/差模抑制电路,同时也要采取一定的滤波和防电磁屏蔽措施以减小干扰的进进。

在条件许可的情况下尽可能采取各种隔离措施(如光电隔离或者磁电隔离),从而阻断干扰的传播。

防雷击措施

室外使用的LED电源系统或从室外排挤引进室内的电源线、信号线,要考虑系统的防雷击题目。常用的防雷击器件有:气体放电管等。气体放电管是当电源的电压大于某一数值时,通常为数十V或数百V,气体击穿放电,将电源线上强冲击脉冲导进大地。TVS可以看成两个并联且方向相反的齐纳二极管,当两端电压高于某一值时导通。其特点是可以瞬态通过数百乃上千A的电流。


来源:电磁兼容之家
电源电路电磁兼容半导体电子
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-01-11
最近编辑:2小时前
电磁兼容之家
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EMC电磁兼容标准详解及各国标准对比

第2543期电磁兼容(EMC)是指在同一电磁环境中,不同设备或系统能够正常工作且互不干扰的状态。在现代电子和通信领域,EMC是一个至关重要的概念,它不仅影响设备的性能,还关系到整个系统的稳定性和安全性。为了确保设备的EMC,各国都制定了一系列的国家标准和国际标准作为设计和测试的依据。EMC标准概述EMC标准涵盖了一系列测试项目,旨在评估设备在电磁环境中的干扰和抗干扰能力。这些测试项目包括辐射发射测试、传导骚扰测试、静电放电抗扰度测试、射频场感应的传导骚扰抗扰度测试等。每一项测试都是通过模拟电磁环境中的某种干扰或抗干扰方式,对设备进行测试,以评价其对干扰或抗干扰的影响程度。辐射发射测试辐射发射测试是EMC测试的重要内容之一,它主要测量设备以电磁波形式发射的能量,评估这些能量是否会对周围环境中的设备造成干扰。测试通常在电波暗室中进行,使用EMI接收机、高/低频接收天线等设备。测试频率范围通常为30MHz至18GHz,测量距离分为3米法和10米法。辐射发射测试的关键步骤包括:将设备置于测试桌上,按标准摆放;打开设备电源,调至正常工作模式;按设备设定标准限值和测试频率,进行测试。测试结果以准峰值为准,准峰值大于标准限值则不合格。传导骚扰测试传导骚扰测试主要测量设备通过电源线、信号线等传导路径产生的电磁骚扰。测试通常使用传导骚扰测量仪,测试频率范围一般为150kHz至30MHz。传导骚扰测试的目的是确保设备在正常工作状态下,不会通过传导路径对其他设备产生不可接受的电磁干扰。静电放电抗扰度测试静电放电抗扰度测试模拟具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移,评估设备在电荷转移过程中对电路引起的干扰是否会造成功能紊乱。测试设备包括静电放电发生器,测试等级一般为±2kV至±15kV。射频场感应的传导骚扰抗扰度测试射频场感应的传导骚扰抗扰度测试评估设备在射频电磁场中的传导抗扰度。测试设备包括射频信号发生器、功率放大器和测量仪器。测试频率范围一般为80MHz至1GHz,测试等级根据设备类型和应用场景有所不同。不同国家标准对比中国标准中国的EMC标准主要依据国际电工委员会(IEC)的标准制定。例如,GB/T 17626系列标准是中国对应于IEC 61000系列的标准,用于规定不同类型的电子设备在电磁环境中的测试方法。GB/T 24338系列标准则专门针对轨道交通系统的电磁兼容要求,包括总则、对外界的发射、机车车辆和整车、机车车辆设备、信号和通信设备的发射与抗扰度以及地面供电设备和系统的发射与抗扰度等。国际标准国际电工委员会(IEC)制定的IEC 61000系列标准是电磁兼容性领域的通用标准,涵盖了电磁干扰测量方法、电磁兼容性的评估和验证等。此外,欧洲广泛应用的EN 50121系列标准也针对轨道交通系统的电磁兼容要求进行了详细规定,包括机车车辆设备、信号和通信设备的发射与抗扰度以及地面供电设备和系统的发射与抗扰度等。美国标准美国的EMC标准主要由联邦通信委员会(FCC)制定,包括一系列针对电子设备的辐射和传导骚扰限制。此外,美国国家标准协会(ANSI)也发布了一些与EMC相关的标准。日本标准日本的EMC标准主要由日本电气安全环境协会(VCCI)制定,该协会发布了一系列针对电子设备的电磁兼容测试要求。同时,日本的工业标准(JIS)也包含了一些与EMC相关的标准。各国标准对比总结不同国家的EMC标准在测试方法、测试频率范围、测试等级等方面存在一定差异。这些差异主要源于各国的技术发展水平、电磁环境特点以及法规要求的不同。然而,随着全球贸易和技术交流的日益频繁,各国在EMC标准上的协调与统一也在不断加强。例如,许多国际标准被各国广泛采用,成为制定本国标准的重要参考。结语EMC电磁兼容标准是确保电子设备在复杂电磁环境中正常工作和互不干扰的重要基础。各国在制定和执行EMC标准时,都充分考虑了本国的技术发展水平、电磁环境特点以及法规要求。通过不断的研究和实践,各国在EMC标准上的协调与统一也在不断加强,为全球电子产品的贸易和技术交流提供了有力保障。未来,随着电子技术的不断发展和应用领域的不断拓展,EMC标准将继续发挥重要作用,推动电子产品向更高水平发展。来源:电磁兼容之家

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