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      搞定LED電源的EMC/EMI問題

      文章來自:奧天科技     發布時間:2019-04-09

      針對于設計LED電源的工程師來說,電磁干擾問題應該是一直存在于設計中的一個關鍵問題,尤其是國家認監委把LED驅動電源納入了3C強制認證的范疇。并且新版規則于2014年9月1日起正式實施,調整新增產品自2015年9月1日起,未經認證不得擅自出廠、銷售、進口或者在其他經營活動中使用LED電源?墒鞘煜る娫措娐吩O計的朋友們都知道,在LED電源的設計過程中,電磁干擾EMI是個不小的難題,那么如何能解決這個問題?


      首先我們來看一下能夠影響到EMI/EMC的幾個因素:驅動電源的電路結構;開關頻率、接地、PCB設計、智能LED電源的復位電路設計。


      由于最初的LED電源就是線性電源,但是線性電源在工作時會以發熱的形式損耗大量能量。線性電源的工作方式,使他從高壓變低壓必須有將壓裝置,一般的都是變壓器,再經過整流輸出直流電壓。雖然笨重,發熱量大,優點是,對外干擾小,電磁干擾小,也容易解決。


      而現在使用比較多的LED開關電源,都是以 PWM形式的LED驅動電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷狀態。在導通時,電壓低,電流大;關斷時,電壓高,電流小,因此功率半導體器件上所產生的損耗也很小。缺點比較明顯的是,電磁干擾(EMI)也更嚴重。


      LED電源的電磁兼容出現問題一般是開關電路的電源中。而開關電路是開關電源的主要干擾源之一。開關電路是LED驅動電源的核心,開關電路主要由開關管和高頻變壓器組成。它產生的du/dt具有較大幅度的脈沖,頻帶較寬且諧波豐富。這種高頻脈沖干擾產生的主要原因是:開關管負載為高頻變壓器初級線圈,是感性負載。導通瞬間,初級線圈產生很大的涌流,并在初級線圈的兩端出現較高的浪涌尖峰電壓;斷開瞬間,由于初級線圈的漏磁通,致使部分能量沒有從一次線圈傳輸到二次線圈,電路中形成帶有尖峰的衰減振蕩,疊加在關斷電壓上,形成關斷電壓尖峰。高頻脈沖產生更多的發射,周期性信號產生更多的發射。在LED電源系統中,開關電路產生電流尖峰信號,而當負載電流變化時也會產生電流尖峰信號。這就電磁干擾根源之一。


      基本上在所有電磁干擾問題的題目中,主要還有是因為不適當的接地引起的。


      有三種信號接地方法:單點、多點和混合。在開關電路頻率低于1MHz時,可采用單點接地方法,但不適宜高頻;在高頻應用中,最好采用多點接地;旌辖拥厥堑皖l用單點接地,而高頻用多點接地的方法。地線布局是關鍵,高頻數字電路和低電平模擬電路的接地電路盡不能混合?梢哉f適當的印刷電路板(PCB)布線對防止EMI是至關重要的。


      在LED電源中,有不少智能LED電源采用單片機控制,并且有的LED電源采用單片機控制開關電路的占空比,單片機的看門狗系統對整個LED電源的運行起著特別重要的作用,由于所有的干擾源不可能全部被隔離或往除,一旦進進CPU干擾程序的正常運行,那么復位系統結合軟件處理措施就成了一道有效的糾錯防御的屏障了。


      常用的復位系統有以下兩種:①外部復位系統。外部“看門狗”電路可以自己設計也可以用專門的“看門狗”芯片來搭建。這樣,假如程序系統陷進一個死循環,而該循環中恰巧有著“喂狗”信號的話,那么該復位電路就無法實現它的應有的功能了。②現在越來越多的LED電源都帶有自己的片上復位系統,這樣用戶就可以很方便的使用其內部的復位定時器了,但是,有些智能LED電源的控制電路復位指令太過于簡單,這樣也會存在象上述死循環那樣的“喂狗”指令,使其失往監控作用。



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