从浪涌抗扰度的角度设计EMC前级电路

一、抗浪涌的电路分析

如图 1所示为小功率电源模块中常用的EMC前级原理图，FUSE为保险丝，MOV为压敏电阻，Cx为X电容，LDM为差模电感，Lcm为共模电感，Cy1和Cy2为Y电容，NTC为热敏电阻。其中Y电容、共模电感等的主要作用虽然不是为了改善电路的浪涌抗扰度，但它们却间接地影响了抗浪涌电路的设计。

对ACL与ACN之间施加的浪涌电压称为差模浪涌电压，差模路径如图中红线所示;对ACL(或ACN)与PE之间施加的电压称为共模浪涌电压，共模路径如图中蓝线所示。

在设计抗浪涌电路前必须先确定相应的“电磁兼容标准”，如IEC/EN 61000-4-5(对应GB/T17626($2.1792).5)中规定了浪涌抗扰度要求、试验方法、试验等级等。下面我们将以该标准的规定为基础来讨论抗浪涌电路的设计。

浪涌发生电路在输出开路时，产生1.2/50μs的浪涌电压，而在短路时将产生8/20μs的浪涌电流。

发生器的有效输出阻抗为2Ω，故当开路电压峰值为XKV时，短路峰值电流为(X/2)KA。

当对ACL(或ACN)和PE之间进行抗浪涌测试时，在耦合电路上又串入了10Ω的电阻，忽略掉串联耦合电容的影响，则短路峰值电流变为约(X/12)KA。

图 1 常用EMC前级电路

二、相关器件介绍

1.压敏电阻

压敏电阻的选型最重要的几个参数为：最大允许电压、最大钳位电压、能承受的浪涌电流。

首先应保证压敏电阻最大允许电压大于电源输出电压的最大值;其次应保证最大钳位电压不会超过后级电路所允许的最大浪涌电压;最后应保证流过压敏电阻的浪涌电流不会超过其能承受的浪涌电流。

其他参数如额定功率、能承受的最大能量脉冲等，通过简单验算或实验即可确定。

2.Y电容

在进行共模浪涌测试时，若考虑成本等因素，在共模路径中未加入压敏电阻或其他用于钳位电压的器件时，应保证Y电容耐压高于测试电压。

3.输入整流二极管