3.输入整流二极管

假设浪涌电压经压敏电阻钳位后,最大钳位电压大于输入整流二极管能承受的最大反向电压,则二极管可能会被损坏。因此应选择反向耐压大于压敏电阻最大钳位电压的二极管作为输入整流二极管。

4.共模电感

理论上共模电感仅在共模路径中起作用,但是因为共模电感两个绕组并非完全耦合,未耦合部分将在差模路径中作为差模电感,影响EMC特性。

三、实例分析

背景:以某型号的电源模块为例,该模块是周立功致远电子为某客户定制的电源模块,输入85VAC~350VAC,且EMC前级电路电路嵌入到模块中。抗浪涌要求差模电压3KV,共模电压6KV。更换更大的保险丝后可承受6KV差模电压。其前级原理图及对应实物图如图 2所示

电源模块中的EMC前级原理及抗浪涌电路分析

图 2 实例原理图与实物图

1.差模浪涌测试

压敏电阻选型时,首先应使最大允许电压略大于350V,此电压等级压敏电阻最大钳位电压为1000V左右(50A测试电流下)。其次在差模路径上,等效于一个内阻为2Ω、脉冲电压为6KV的电压源与压敏电阻串联,则峰值电流约为(6KV-1KV)/2Ω=2500A($0.3060)。最终选择了681KD14作为压敏电阻。其峰值电流为4500A,最大允许工作电压385VAC,最大钳位电压1120V。

不必担心,因为共模电感中未耦合的部分,在差模路径中作为差模电感,将分得部分电压,事实上,在共模电感后级,电路已得到保护,经试验验证,整流二极管选择常用的1N4007($0.0093)即可。

2.共模浪涌测试

当对ACL-PE或ACN-PE测试6KV浪涌时,即共模浪涌试验,共模路径等效为一个内阻约为12Ω,脉冲电压为6KV的电压源与共模电感、Y电容串联。因为Y电容选择Y1等级电容,其耐压较高,6KV共模浪涌的能量不足以使其损坏,因此仅需保证PE布线与其他布线保持一定间接,即可很容易地通过共模浪涌测试。

但是,因为浪涌测试时共模电感两端将产生高压,出现飞弧。若与周围器件间距较近,可能使周围器件损坏。因此可在其上并联一个放电管或压敏电阻限制其电压,从而起到灭弧的作用。如图中MOV2所示。

另一种办法是在PCB设计时,在共模电感两端加入放电齿,使得电感通过两放电尖端放电,避免通过其他路径放电,从而使得对周围和后级器件的影响减到最小。如图 3是广州致远电子股份有限公司型号为PA1HBxOD-10W的电力电源模块PCB在共模电感处加入的放电齿的实物图。

电源模块中的EMC前级原理及抗浪涌电路分析