降低PFC电磁干扰的其他措施

为了进一步降低电磁干扰,还需对电路做必要的改进,以满足电源适配器的要求。

1.PFC拓扑结构的选择

要实现高功率因数、高电源效率及紧凑的尺寸,建议设计中小功率PFC时采用高功率因数的单级式拓扑结构。传统的两级式拓扑结构(PFC升压+DC/DC变换器)难以满足要求。

单级式拓扑结构能省下PFC升压变换器,减少元器件数量,降低系统总成本。采用单级式拓扑结构,系统也会受到一些影响,如无一次侧高压能量存储,输出电压保持时间较短。另外,输出纹波较高,必须采用更多的低压输出电容,使其对动态负载响应较慢。但这对LED照明应用并不构成问题,因为电源适配器一般对动态负载响应时间不做要求,而且即使输出电流中包含纹波,人眼观察到的只是平均电流通过LED时的光输出。

2.切断干扰的传播途径

(1)增加干扰源(如电机、继电器)与PFC的距离,用地线把它们隔离或者给PFC加上屏蔽罩。

(2)电路板合理分区,将强信号、弱信号、数字信号、模拟信号电路合理地分区域布置。

(3)功率器件的地线要单独接地,以减小互相干扰。将功率器件尽可能布置在靠近印制板边缘位置。

3.PFC的频率抖动技术

所谓频率抖动,就是控制开关频率以某一低频速率(例如250次/s)变化,即可将开关频率∫限制在很窄的波段内抖动。由于开关频率是在额定值f附近不断变化的,它与固定频率f的高次谐波干扰之间没有相关性,因此利用频率抖动信号能降低PFC的传导噪声。

设计大功率PFC时,可选用具有频率抖动功能的开关电源IC,例如最大输出功率为33wW的TOPSwitch-HX系列单片开关电源集成电路,其频率抖动范围是土5kHz(开关频率为132kHz)或±2.5kHz(开关频率为66kHz)。相比之下,TOPS witch-GX是士4kHz(开关频率为132kHz)或士2kHz(开关频率为66kHz)。增加频率抖动范围可减小电磁干扰,降低EMI滤波器的成本。

4.隔离技术

所谓隔离技术,是指将噪声源与信号线相互隔离开的技术。在PFC中经常采用光耦合器来实现一次侧与二次侧的隔离。在对被传输的模拟信号进行隔离时,宜选用线性光耦合器,其电流传输比(CTR)接近于常数。此外,还经常用高频变压器隔离,继电器隔离,布线隔离等技术

5.正确选择接地点

功率因数校正器有5种地线:模拟地、数字地、功率地、交流地(接大地G)和屏蔽地。设计整机电路时应根据技术条件和实际情况来决定究竟是浮地还是接地,需要采用哪种地线,选择单点接地还是多点接地。

6.元器件选择

采用性能更好的EMI滤波器,可进一步降低电磁干扰。为降低元器件的噪声应尽量采用金属膜电阻和低噪声的有源器件。为了减小温度漂移,全部元器件需经过高、低温老化处理。必要时,还可增加温度补偿电路。