[原創]怎樣做好開關電源模塊外圍電路的EMC與防護設計？

      單個的開關電源模塊，幾乎很難通過surge、EFT、CE、RE等EMC實驗，尤其是國外的電源模塊，盡管其可靠性高、壽命長、EMI控制得很好，但其抗干擾性（Surge、EFT）的性能不強。   

     因此，根據開關電源模塊特性，做好外圈電路的EMC與防護設計，是設備通過EMC測試，或者提高其現場抗干擾性的關鍵所在。   

     了解開關電源的特性參數，是做好其EMC與防護設計的關鍵，哪些是開關電源最核心的EMC特性參數呢？  

       1）開關電源的輸入電壓與電流范圍，瞬態抑制器件（壓敏電阻、TVS管、保險絲）不應該在其正常輸入范圍內動作。  

       2）開關電源的最大瞬態干擾承受電壓（input surge Withstand），外部電磁干擾經過瞬態抑制器件，或電容電感的濾波后，其殘留的干擾，一定不能大于該限值。  

     3）利用好開關電源模塊的絕緣耐壓特性   開關電源絕緣耐壓，其實是一種共模防護性能。其開關電源其輸入+110、-110V與機殼地PG的絕緣強度為AC1500V，也就意味作該電源模塊的浪涌、EFT的共模抗擾度至少DC2000V以上，即在通過浪涌、雷擊、EFT共模三級（2KV）測試時，

不需要添加任何共模防護措施（絕緣防護，共模干擾無法擊穿其絕緣材料，導致干擾只能電壓沒有形成回路，即無法形成有效的電磁干擾）。    如果要通過更高級別的浪涌或雷擊測試（如四級，4KV）的話，可以將瞬態抑制器件的共模動作電壓提高（如使用動作電壓為DC3600V的氣體放電管，僅在DC4KV的共模沖擊中動作），這樣能夠在不影響電源抗干擾性能的前提下，提高防護器件的使用壽命（減小動作次數），以及不影響其安規耐壓測試（部分耐壓測試時，不僅拆除瞬態抑制器件）。 

      4）了解開關電源的EMI測試方法：   很多的開關電源，是通過UL、3C認證的，其EMI的性能是有保證的。但是集成到系統中，你就會發現RE、CE不通過，很大程度上是開關電源引起的。   這主要是開關電源的EMI測試方法，許多開關電源CE、RE測試時，使用電阻性負載測試（行業通用做法），與系統或帶實際負載測試時不一樣。   實際負載，可能包含了大量的高頻電磁騷擾，通過開關電源模塊初/次級之間的寄生電容，耦合到輸入線纜上，導致CE、RE測試失敗。   因此，即使通過3C、UL等認證的開關電源，我們也要預留EMI整改的空間（如添加濾波器）。 

      5）了解防護器件的失效機理或弱點，避免防護失效或影響系統的可靠性。譬如壓敏電阻可能在多次沖擊下，其漏電流增大導致發熱自燃或短路（低阻抗化），針對壓敏電阻這種問題，在可靠性要求性高的場合，如軌道交通，一般采用串聯氣體放電管、串聯保險絲、提升壓敏電阻動作電壓（壓敏電壓的方法）。 

     6）適當的共模濾波與防護，對于通過EFT、浪涌等EMC是必須的。某些號稱能夠通過浪涌、EFT測試的開關電源模塊，也是帶負載電阻進行EMC測試的，其測試時，只要保證不死機（無輸出）即可。某開關電源模塊（號稱可以通過3級EFT\Surge測試）在抗干擾測試中，其+5V電源輸出端口的干擾甚至高達300V，如果不對開關電源進行共模抑制或防護，極容易損壞+5V弱電系統。如果在輸出（+5V、GND）上添加共模電感濾波、加TVS管進行瞬態抑制的話，輸出端的瞬態過壓可以降低到20V以下。