AC 220V 的开关电源EMC设计方案:开关电源

AC220V 电路2KV防雷滤波设计 本方案从EMC原理上开关电源 ,进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计;同时兼容接口 防雷设计;本方案防雷电路设计可通过IEC61000-4-5标准,共模2000V,差摸 1000V 的接口防雷测试

接口电路设计概述:

交流电源接口通过电源线与电网连接为电气设备提供电能开关电源 ,产品在工作中产生各 种干扰,如电源变换电路、高频变压器、数字电路等产生的干扰,这些干扰通过 电源接口形成对电网的传导干扰以及对空间的辐射干扰:

当电网上有大功率感性负载通断或电网遭受雷击时开关电源 ,会在电源接口产生瞬态的脉 冲干扰和浪涌干扰,若电源接口不进行防护滤波设计,这些干扰容易影响产品的 正常工作,雷电干扰甚至能损坏设备,因此交流电源接口需要进行电磁兼容设计, 确保设备工作稳定:

本方案从EMC原理上,进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计;同时兼容接口 防雷设计;本方案防雷电路设计可通过IEC61000-4-5标准,共模2000V,差摸 1000V 的接口防雷测试开关电源

电路EMC设计说明:

1.电路滤波设计要点:

L1、C1、C3、C4 组成第一级滤波电路开关电源 。C1为差模滤波电容,主要滤除差模干扰; C3、C4 为共模滤波电容,为共模干扰提供低阻抗回路;L1为共模滤波电感,对 共模干扰进行抑制。

L2、C2、C5、C6 组成第二级滤波电路开关电源 ,C2为差模滤波电容,主要滤除差模干扰, C5、C6 为共模滤波电容,为共模干扰提供低阻抗回路,L2为共模滤波电感,对 共模干扰进行抑制;

若产品功率大开关电源 ,干扰强,单级滤波插入损耗有限,则设计前期需要考虑多级滤波; C19 为整流桥的高频滤波电容,一般采用小电容,主要为整理桥的高频谐波电流 提供回流路径;

C20 为变压器的高频滤波电容开关电源 ,一般采用小电容,主要为变压器的高频谐波电流 提供回流路径; C15 和R13组成续流管上的削尖峰电路,C15电容典型取值为1000pF,R13电阻 典型取值为10Ω;

C12 和R12组成PWM控制线上的滤波电路开关电源 ,C12电容典型取值为47pF,R12电阻 典型取值为10Ω,其值可根据后续测试情况进行调整

L4 和C8组成输出端滤波电路开关电源 ,主要为输出端口进行共模和差模滤波; 各种功能地通过电容连接,电容典型取值为1000pF,其值可根据后续测试情况 进行调整;

2. 电路防护设计要点

RV1、RV2、RV3、GDT1 组成第一级防护电路开关电源 ,其中RV1进行差模防护、RV2、RV3、 GDT1 进行共模防护

RV2、RV3、GDT1 防护器件会导致绝缘耐压试验不能通过开关电源 ,当接口需要考虑绝缘 耐压试验时建议去掉RV2、RV3、GDT1三个元器件

3. 特殊要求

电路中所有的电容应符合安规的要求,差模电容选取额定电压250V以上X电容, 共模电容选取额定电压250V的Y电容; 因为压敏电阻失效模式为短路,可能会造成大电流,所以需要增加保险丝F1, 并且保险丝F1位置要靠近接口放置开关电源

4. 器件选型要点

交流电源接口电路中的Y电容(C3、C4和C5、C6)容值选取范围为100pF~4700pF开关电源 , 典型值选取2200pF;

交流电源接口电路中的X电容(C1和C2)容值选举范围为0.1μF~2.0μF第一 级中的X电容C1典型值选取0.33μF开关电源 ,第二级滤波中的X电容C2典型值选取1.0 μF;

L1、L2、L4 为共模电感开关电源 ,共模电感感值范围为100μH~30mH,典型值选取15mH; 输出端的滤波电容C8取值范围为100PF~0.1uF,典型取值为10nF;

RV1、RV2、RV3 压敏电阻选择压敏电压范围466V~616V开关电源 ,典型值选取550V,压敏 电阻RV1的通流量(10次冲击)选择大于等于167A,压敏电阻RV2、RV3的通流量 (10 次冲击)选择大于等于167A;

GDT1 气体放电管选择直流击穿电压为466V~616V开关电源 ,典型值选取550V,通流量选 择大于等于167A

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