【经验】电源适配器的辐射发射分析及解决方法

时间： 2021-06-16 来源：韬略科技

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电源适配器是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备，一般由外壳、变压器、电感、电容、控制IC、PCB板等元器件组成，它的工作原理由交流输入转换为直流输出；按连接方式可分为插墙式和桌面式。广泛配套于安防摄像头，机顶盒，路由器，灯条，按摩仪等设备中。适配器本质上就是一个开关电源，因此EMC问题也越来越受到大家关注，接下来重点分析辐射干扰产生的原因和处理措施。

辐射干扰产生及解决方法

辐射干扰的测试包括电场发射和磁场发射，电场发射由du/dt产生，磁场发射由di/dt产生。注意：空间电容是电场发射的通道，共模电流可以产生相当大的电场发射。

（一）电场发射

图1：电场发射

1、电场发射主要产生于以下部分：（1）初级和次级电压变化，其中初级绕组电压变化的幅值大，对于电场发射起主导作用。（2）磁芯也是一个电场发射源。

2、解决方法在系统的PCB底层铺铜皮或额处加一块铜皮或单面板，可以有效的减小电场发射和共模电流。

图2：减少电场发射

（二）磁场发射

1、磁场发射分析一高di/dt 的环路通过环路的寄生电感产生磁场发射，次级侧的电流变化幅值大，对于磁场发射的起主导作用。磁场发射形成的方向见图27所示，方向符合右手定则。

图3：磁场发射

解决方法：高di/dt环路的寄生电感随环路面积增大而增大，因此磁场发射对于PCB的设计非常关键。次级侧的电流环面积要尽量的小，布线要尽量的短粗。

2、磁场发射分析二，变压器的杂散磁场也是一个磁场发射源，其主要由变压器的气隙产生。E型磁芯在两侧开气隙时杂散磁场大，在中心柱开气隙时杂散的磁场小。

图4：输出线发射

解决方法：在变压器的最外面包裹铜皮，铜皮两端短接，用导线连接到冷点，可以减小杂散的磁场。因为杂散磁场在铜皮中产生涡流，涡流反过来产生磁场阻碍变压器杂散磁通的外泄。输出棒状及鼓状的差模电感如同一个天线产生大的磁场发射。使用前述的相关的缓冲吸引电路可以减小相应的磁场发射。

（三）电缆的天线效应

1、产生模型充电器要带长的输出线进行测试，长的输出电缆也如同一个天线，并将共模电流放大，从而形成较大的共模电场辐射。

图5：线缆的天线效应

2、解决方法可以通过改变变压器的结构进行抑止，最好增加输出共模电感。才能有效的减小在30~50M间的电场发射。

共模电感设计：

图6：共模电感

（1）当有共模成分流过共模电感时，根据右手定则，会在两个线圈形成方向相同的磁场，相互加强，相当于对共模信号存在较高的感抗；

（2）当有差模成分流过共模电感时，根据右手定则，会在两个线圈形成方向相反的磁场，相互抵消，相当于对差模信号存在较低的感抗。

对于电源适配器的空间辐射，本文分析产生原因及解决方法，希望对于大家设计和整改有所帮忙，提前考虑空间辐射，解决起来才能事半功倍！

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