led驱动电源的干扰途径 led驱动电源故障解决

LED驱动电源的干扰问题难以解决，但主要原因是干扰造成的影响无法防止，难以预测的情况很多，面对大小不同的各种干扰，有必要找出干扰问题的根源。一、LED驱动电源干扰的原因LED驱动电源首先将工作频率交流整流为直流，然后逆变器到高频，最后通过整流滤波电路输出，为了得到稳定的直流电压，自身包含大量的谐波干扰。同时，由于变压器的泄漏感和输出二极管的反恢复电流尖峰都形成电磁干扰。开关电源中的干扰源主要集中在电压、电流变化大的元件上，突出出现在开关管、二极管、高频变压器上。①开关电路引起的电磁干扰开关电路是开关电源的主要干扰源之一。开关电路是开关电源的核心（同样LED路灯电源和LED隧道灯驱动电源也同样），主要由开关管和高频变压器构成。所产生的du/dt具有大幅度的脉冲，并且带宽宽并且谐波丰富。该脉冲干扰的主要原因是开关管负载是高频变压器主线圈，是感性负载。在开关管导通的瞬间，一次线圈产生大的喷流，一次线圈的两端出现高的浪涌尖峰电压。在开关管断开的瞬间，由于一次线圈的泄露磁通量，一部分能量没有从一次线圈向二次线圈传递，而储存在电感中的这些能量形成具有集电极电路中的电容、电阻和尖峰的衰减振动，重叠在关断电压上形成关断电压尖峰。电源电压的中断发生与初级线圈接通时相同的磁化冲击电流的过渡，这个过渡是传导型电磁干扰，不仅影响变压器的初级，还将传导干扰恢复到配电系统，造成电网的谐波电磁干扰，从而影响其他设置的安全和经济运行。在②整流电路中产生的电磁干扰整流电路中，在输出整流二极管断开时恢复到零点的时间有与接合电容等因素有关的反电流。这里，能够快速将逆电流恢复为零的二极管被称为硬恢复特性二极管，该二极管由于传输泄漏和其他分布参数的影响，在数十MHz的频率下产生强的高频干扰。在高频整流电路中的整流二极管正向方向导通上流过大的正向电流，当接收到该反向偏置电压而关断时，由于在pN结中大量地积累了载波，所以在载波消失之前，电流逆方向流动，载波消失的反向恢复电流急剧减少，产生大的电流变化。由③高频变压器高频变压器高频变压器的主线圈、开关管和滤波器容量构成的高频开关电流环路可以产生大的空间辐射，从而形成放射线干扰。电容滤波在电容不足或高频特性差的情况下，电容上的高频阻抗以差模方式将高频电流传导到交流电源，形成传导干扰。另外，在二极管整流电路的电磁干扰中，整流二极管反恢复电流的di/dt远大于续流二极管反恢复电流的di/dt。作为电磁干扰源，整流二极管反恢复电流引起的干扰强度较大，并且检查了频带宽度。但是，整流二极管的电压跳跃比功率开关管导通以及OFF时产生的电压跳跃小得多。因此，也可以无视整流二极管产生的│dv/dt│的影响，将整流电路作为电磁干扰耦合信道的一部分来研究。④由于分布容量引起的干扰开关电源在高频状态下工作，所以不能忽视其分布容量。另一方面，由于散热片和开关管集电极之间的绝缘片接触面积大、绝缘片薄，所以两者之间的分布容量在高频下不能忽视。高频电流通过分布容量散热片流动，进而流向外壳，产生共模干扰。另一方面，在脉冲变压器的初次级之间存在分布容量，能够在将原边电压直接耦合到副边并直流输出副边的2条电源线上生成共模干扰。⑤杂质参数影响耦合信道的特性在传导干扰带（<30MHz）中，可以在电路网络中描述许多开关电源干扰的耦合信道。然而，开关电源中的任一个实际元件，例如电阻、电容、电感、甚至开关管、二极管包括杂质参数，所研究的频带越宽，等值电路的阶数越高。因此，包含各元件的分散参数和元件之间的结合的开关电源的等效电路变得更复杂。在高频下，色散参数对耦合信道的特性有很大的影响，分布容量的存在是电磁干扰信道。另外，在开关管的电力大的情况下，集电极一般需要加上散热片，散热片和开关管之间的分布容量在高频下不能忽视，能够形成朝向空间的辐射干扰和电源线传导的共模干扰。二、开关电源的电磁干扰的控制技术为了解决开关电源的电磁干扰问题，可以从三个方面着手：1）降低所产生的干扰信号干扰源；2）切断干扰信号的传播路径；3）增强被干涉物的抗干扰能力。因此，开关电源的电磁电磁干扰控制技术主要有电路对策、EMI滤波、元设备选择、屏蔽以及印制电路板干扰防止设计等。①降低开关电源自身的干扰软开关技术：在以往的硬件开关电路中增加电感和电容元件，通过电感和电容的谐振降低开关中的du/dt和di/dt，在电流的上升之前降低开关元件通电时的电压关断时的电流的降低比电压的上升先做，消除电压和电流的重叠。开关频率调制技术：通过调制开关频率fc，集中于fc及其谐波2fc、3fchellip。上面的能量分散在其周围的频带中，降低各频率点的EMI振幅值。虽然该方法不能降低干扰总量，但是能量被分散在频率点的基带中，使得每个频率点不超过EMI预定界限值。为了实现降低噪声频谱峰值的目的，通常有随机频率法和调制频率方法两种处理方法。元设备的选择：选择不容易产生噪声、难以传导、难以产生辐射噪声的元设备。通常，应该特别注意的是二极管和变压器等绕组元件的选择。反向恢复电流小，恢复时间短的高速恢复二极管是开关电源的高频整流器单元的理想设备。共模干扰的主动抑制技术：从主电路中取出与引起电磁干扰的主开关电压波形完全反转的补偿EMI噪声电压，使用该补偿使原来的开关电压平衡。滤波：EMI滤波器的主要目的之一是在150kHz～30MHz的频带中获得高插入损耗，但是对于频率50Hz的频率信号不产生衰减，必须使额定电压、电流顺利通过，并且满足一定的尺寸要求。任何电源线上的传导干扰信号都可以由差模和共模信号表示。差模干扰幅度小，频率低，干扰小。共模干扰振幅大，频率高，也可以通过导线产生辐射，干扰大。因此，为了减小传导干扰，将EMI信号控制在EMC标准中规定的极限电平以下，最有效的方法是在开关电源的输入输出电路上安装电磁干扰滤波器。PCB设计：PCB防干扰设计主要包括PCB布局、布线和接地，目的在于减少PCB上电路和电磁辐射上电路之间的串扰。开关电源布局的最佳方法与电气设计类似。确定PCB的尺寸形状后，确定各种发生器、晶体振动等特殊元件的位置。最后，基于电路的功能单元对电路的所有部件进行布局。降低电磁干扰缓冲电路：由线性阻抗稳定网络构成，起到消除电力线内的潜在干扰的作用，例如功率线干扰、电高速瞬态、浪涌、电压高低变化、电力线谐波等。这些干扰对一般的恒定电压电源影响不大，但对高频开关电源有显着的影响。②切断干扰信号的传播路径的共模、差模电源线滤波器设计电源线干扰可以使用电源线滤波器滤波除去。合理有效的开关电源EMI滤波器应该对电源线差模和共模干扰具有强抑制制作用。③强化敏感电路的干扰防止能力。