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如果解決LED電源EMC/EMI問(wèn)題

閱讀：1646發(fā)布時(shí)間：2015-1-20

　　針對(duì)于設(shè)計(jì)LED電源的工程師來(lái)說(shuō)，電磁干擾問(wèn)題應(yīng)該是一直存在于設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，尤其是在今年7月16日中國(guó)國(guó)家認(rèn)監(jiān)委把LED驅(qū)動(dòng)電源納入了3C強(qiáng)制認(rèn)證的范疇。并且新版規(guī)則于2014年9月1日起正式實(shí)施，調(diào)整新增產(chǎn)品自2015年9月1日起，未經(jīng)認(rèn)證不得擅自出廠(chǎng)、銷(xiāo)售、進(jìn)口或者在其他經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中使用LED電源?？墒鞘煜る娫措娐吩O(shè)計(jì)的朋友們都知道，在LED電源的設(shè)計(jì)過(guò)程中，電磁干擾EMI是個(gè)不小的難題，那么如何能解決這個(gè)問(wèn)題？
　　
　　首先我們來(lái)看一下能夠影響到EMI/EMC的幾個(gè)因素：驅(qū)動(dòng)電源的電路結(jié)構(gòu);開(kāi)關(guān)頻率、接地、PCB設(shè)計(jì)、智能LED電源的復(fù)位電路設(shè)計(jì)。由于zui初的LED電源就是線(xiàn)性電源，但是線(xiàn)性電源在工作時(shí)會(huì)以發(fā)熱的形式損耗大量能量。線(xiàn)性電源的工作方式，使他從高壓變低壓必須有降壓裝置，一般的都是變壓器，再經(jīng)過(guò)整流輸出直流電壓。雖然笨重，發(fā)熱量大，優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)外干擾小，電磁干擾小，也容易解決。而現(xiàn)在使用比較多的LED開(kāi)關(guān)電源，都是以PWM形式的LED驅(qū)動(dòng)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)。在導(dǎo)通時(shí)，電壓低，電流大;關(guān)斷時(shí)，電壓高，電流小，因此功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗也很小。缺點(diǎn)比較明顯的是，電磁干擾(EMI)也更嚴(yán)重。
　　
　　LED電源的電磁兼容出現(xiàn)問(wèn)題一般是開(kāi)關(guān)電路的電源中。而開(kāi)關(guān)電路是開(kāi)關(guān)電源的主要干擾源之一。開(kāi)關(guān)電路是LED驅(qū)動(dòng)電源的核心，開(kāi)關(guān)電路主要由開(kāi)關(guān)管和高頻變壓器組成。它產(chǎn)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(chǎn)生的主要原因是：開(kāi)關(guān)管負(fù)載為高頻變壓器初級(jí)線(xiàn)圈，是感性負(fù)載。導(dǎo)通瞬間，初級(jí)線(xiàn)圈產(chǎn)生很大的涌流，并在初級(jí)線(xiàn)圈的兩端出現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓;斷開(kāi)瞬間，由于初級(jí)線(xiàn)圈的漏磁通，致使部分能量沒(méi)有從一次線(xiàn)圈傳輸?shù)蕉尉€(xiàn)圈，電路中形成帶有尖峰的衰減振蕩，疊加在關(guān)斷電壓上，形成關(guān)斷電壓尖峰。高頻脈沖產(chǎn)生更多的發(fā)射，周期性信號(hào)產(chǎn)生更多的發(fā)射。在LED電源系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生電流尖峰信號(hào)，而當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)也會(huì)產(chǎn)生電流尖峰信號(hào)。這就電磁干擾根源之一。
　　
　　基本上在所有電磁干擾問(wèn)題的題目中，主要是因?yàn)椴贿m當(dāng)?shù)慕拥匾鸬?。有三種信號(hào)接地方法：?jiǎn)吸c(diǎn)、多點(diǎn)和混合。在開(kāi)關(guān)電路頻率低于1MHz時(shí)，可采用單點(diǎn)接地方法，但不適宜高頻;在高頻應(yīng)用中，采用多點(diǎn)接地。混合接地是低頻用單點(diǎn)接地，而高頻用多點(diǎn)接地的方法。地線(xiàn)布局是關(guān)鍵，高頻數(shù)字電路和低電平模擬電路的接地電路盡不能混合。可以說(shuō)適當(dāng)?shù)挠∷㈦娐钒?PCB)布線(xiàn)對(duì)防止EMI是至關(guān)重要的。
　　
　　在LED電源中，有不少智能LED電源采用單片機(jī)控制，并且有的LED電源采用單片機(jī)控制開(kāi)關(guān)電路的占空比，單片機(jī)的看門(mén)狗系統(tǒng)對(duì)整個(gè)LED電源的運(yùn)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(jìn)進(jìn)CPU干擾程序的正常運(yùn)行，那么復(fù)位系統(tǒng)結(jié)合軟件處理措施就成了一道有效的糾錯(cuò)防御的屏障了。
　　
　　常用的復(fù)位系統(tǒng)有以下兩種：
　　
　?、偻獠繌?fù)位系統(tǒng)。外部“看門(mén)狗”電路可以自己設(shè)計(jì)也可以用專(zhuān)門(mén)的“看門(mén)狗”芯片來(lái)搭建。這樣，假如程序系統(tǒng)陷進(jìn)一個(gè)死循環(huán)，而該循環(huán)中恰巧有著“喂狗”信號(hào)的話(huà)，那么該復(fù)位電路就無(wú)法實(shí)現(xiàn)它的應(yīng)有的功能了。
　　
　?、诂F(xiàn)在越來(lái)越多的LED電源都帶有自己的片上復(fù)位系統(tǒng)，這樣用戶(hù)就可以很方便的使用其內(nèi)部的復(fù)位定時(shí)器了，但是，有些智能LED電源的控制電路復(fù)位指令太過(guò)于簡(jiǎn)單，這樣也會(huì)存在象上述死循環(huán)那樣的“喂狗”指令，使其失往監(jiān)控作用。

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