【導(dǎo)讀】電源適配器（Power adapter）是小型便攜式電子設(shè)備及電子電器的供電電源變換設(shè)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(zhuǎn)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(jī)頂盒，路由器，燈條，按摩儀等設(shè)備中。適配器本質(zhì)上就是一個(gè)開(kāi)關(guān)電源，因此EMC問(wèn)題也越來(lái)越受到大家關(guān)注。
產(chǎn)生噪音的原因
在開(kāi)關(guān)電源中，功率器件高頻開(kāi)通關(guān)斷的操作導(dǎo)致電流和電壓的快速的變化是產(chǎn)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(chǎn)生磁場(chǎng)從而產(chǎn)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(chǎn)生電場(chǎng)從而產(chǎn)生較高的電流尖峰:
圖 1: Mosfet 電壓電流波形
解決方法
磁場(chǎng)和電場(chǎng)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(guān)。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(yīng)的雜散電感和電容值可以減小由于上述磁場(chǎng)和電場(chǎng)產(chǎn)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(guò)以下的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：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?xùn)艠O的電阻值可以降低開(kāi)通時(shí)功率器件的電壓變化率。
圖 2: 柵極驅(qū)動(dòng)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(jí)漏感在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷過(guò)程中產(chǎn)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(duì)特定的頻帶起作用。L3對(duì)于工作于CCM模式才有效。R1C1，R2C2，R3C3，R4C4 和 C5可以降低相應(yīng)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(chǎn)生附加的功率損耗，降低系統(tǒng)的效率；同時(shí)也增加元件的數(shù)量和PCB的尺寸及系統(tǒng)的成本，因此要根據(jù)實(shí)際的需要選擇使用。
2. 減小寄生的電感和電容值
（1）開(kāi)關(guān)器件是噪聲源之一，其內(nèi)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(shù)是器件固有的特性，電子設(shè)計(jì)和應(yīng)用工程師無(wú)法對(duì)它們進(jìn)行優(yōu)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(gè)噪聲源，而初級(jí)次級(jí)的漏感及初級(jí)的層間電容、次級(jí)的層間電容、初級(jí)和次級(jí)之間的耦合電容則是噪聲的通道，解決方法如下：
初級(jí)或次級(jí)的層間電容可以通過(guò)減小繞組的層數(shù)來(lái)降低，增大變壓器骨架窗口的寬度可在減小繞組的層數(shù)。分離的繞組如初級(jí)采用三明治繞法可以減小初級(jí)的漏感，但由于增大了初級(jí)和次級(jí)的接觸面積，因而增大了初級(jí)和次級(jí)的耦合電容。
采用銅皮的Faraday屏蔽可以減小初級(jí)與次級(jí)間的耦合電容。Faraday屏蔽層繞在初級(jí)與次級(jí)之間，并且要接到初級(jí)或次級(jí)的靜點(diǎn)如初級(jí)地和次級(jí)地。Faraday屏蔽層使初級(jí)和次級(jí)的耦合系數(shù)降低，從而增加了漏感。
結(jié)語(yǔ)
希望通過(guò)此文的簡(jiǎn)單介紹，能幫助大家理解電源適配器EMC產(chǎn)生原因和找到解決方向，下兩期我們?cè)敿?xì)介紹傳導(dǎo)和輻射的解決方案。
來(lái)源：韜略科技EMC，原創(chuàng)：張小林、詹育云
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