“一点接地”布局实现PSR电源设计之EMC设计技巧

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先上电路图：
         
       
       
       
        先谈谈PCBLAYOUT注意点：
       
        大家都知道，EMC对地线走线毕竟有讲究，针对PSR的初级地线，可以分为4个地线，如图中所标示的三角地符号。这4个地线需采用“一点接地”的布局。
       
        1.C8的地线为电源输入地。
       
        2.R5的地为功率地。
       
        3.C2的地为小信号地。
       
        4.变压器PIN3的地为屏蔽地。
       
        这4个地的交接点为C8的负端，即：输入电压经整流桥后过C1到C8地，R5和变压器PIN3的地分别采用单独连线直接引致C8负端相连，连线尽量短；R5地线因考虑到压降和干扰应尽量宽些。
       
        C5，R10，U1PIN7和PIN8地线汇集致C2负端再连接于C8负端。
       
        若为双面板，以上4条地线尽量不要采用过孔连接，不得以可以采用多个过孔阵列以减小过孔压降。
       
        以上地线布局恰当，产品的共模干扰会很小。
       
        因PSR线路负载时工作在PFM状态下的DCM模式，DI/DT的增大和频率的提升，所以较难处理的是传导150K~5M差模干扰。
       
        就依图从左到右针对有影响EMC的元件进行逐个分析。
       
        1.保险丝
       
        将保险丝换用保险电阻理论上来讲对产品效率是有负面影响的，但实际表现并不明显，所以保险丝可以采用10/1W的保险电阻来降低150K附近的差模干扰，对通过5级能耗并无太大影响，且成本也有所降低。
       
        2.C1，L2，C8
       
        PSR工作在DCM模式，相对而言其输入峰值电流会大很多，所以输入滤波很重要。
       
        峰值电流的增大会导致低压输入时母线电压较低，且C8的温升也会增加；为了提高母线电压和降低C8的温升，需提高C1的容量和使用LOWESR的C1和C8.因为提高C1的容量后，C1和C8的工作电压会上升，在输出功率不变的情况下，输入的峰值电流就会降低。因L2的作用，实际表现为增加C1的容量比增加C8的容量抑制EMC会更有效。
       
        一般取C1为6.8uF，C8为4.7uF效果较好，若受空间限制，采用8.2u与3.3u也比采用2个2.7u的EMC抑制效果好。L2一般从成本考虑采用色环电感，因色环电感的功率有限，电感量太大会严重影响效率，一般取330u~2mH，2mH是效率影响开始变得明显，330u对差模干扰的作用不够分量，为了使效率影响最低且对差模干扰抑制较佳，建议采用1mH.
       
        因为“一点接地”的布局汇集点在C8的负端，在C8负端输入电流的方向是经过C1和BD1流回输入端，根据传导测试的原理，这样产生消极影响，所以需在C1与C8的地线上作处理，有空间的可以再中间增加磁珠跳线，空间受限可以采用PCBlayout曲线来实现，虽然效果会弱些，但相比直线连接会改善不少。
       
        3.R6，D2，R2，C4
       
        RCD吸收对EMC的影响大家都应该已经了解，这里主要说下R6与D2对EMC的影响。R6的加入和D2采用恢复时间较慢的1N4007对空间辐射有一定的负作用，但对传导有益。所以在整改EMC时此处的修改对空间辐射与传导的取舍还得引起注意。
       
        4.R5
       
        R5既为电流检测点也是限功率设置点。所以R5的取值会影响峰值电流也会影响OPP保护点。建议在OPP满足的情况下尽量取大些。一般不低于2R，建议取2.2R.
       
        5.R4，R10，D3，R3，C2
       
        在前部分有提到VCC电压的升高对EMC有恶性影响。因IC内部的检测有采用积分电路，所以当VCC电压设置过高，就需要更长的积分时间，在周期不变的情况下，TON的时间就会增加，输出功率不变的情况下MOS的峰值电流就会增加，在RCD和D4的吸收R7，C11上的峰值都会增加，且D3，R3，C2也对VCC有下拉和吸收作用，会使输出电压的过冲加剧，同时影响延时检测的开启时间。这一系列的变化对EMC的影响是不可忽视的。
       
        根据经验，结合变压器漏感考虑，VCC电压在满载事最大值不宜超过19V，所以为使空载时VCC不至于太低导致荡机，建议VCC电压设计在15V，变压器漏感最大不宜超过15%.
       
        6.C5
       
        C5是IC内部延时检测补偿设置端。C5的取值大了会导致电压检测的周期加长，小了会导致电压检测的周期变短。检测周期的变化会影响电压的采样率，也就会影响整个产品各处的电流纹波，对EMC也会造成一定影响，一般选取0.01~0.1uF.
       
        7.C3，C7
       
        前面提到C3和C7的容量取值对输出电压过冲的抑制作用和维持产品的稳定性。但C3，C7的容量也不是越大越好，它会对EMC起消极作用。C3，C7容量的加大同样会导致第5点讲到的峰值电流加大，所以不能盲目选择。
       
        对PSR原边反馈控制开关电源的设计和调试经验讲解到此就告一段落了，希望能给大家的实际设计带来帮助。-