多路输出LLC串并联谐振电路PCB电磁兼容的研究

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随着开关电源朝着高效率、高集成度、小型化、智能化的方向发展,开关电源的工作频率不断提高,干扰问题日益严重。PCB作为电气功能的承载体,其电磁兼容性更加不容忽视。目前,分析PCB电磁兼容性问题主要分为路的方法、场的方法和场路结合的方法。本文采用场的方法,结合LLC半桥谐振开关电源的设计实例,分析高频传导干扰对PCB电磁兼容性的影响。主要工作如下:首先,详细阐述开关电源电磁兼容的基础理论。包括电磁干扰的三要素即骚扰源、传输途径、敏感设备。因为PCB主要以辐射耦合为主,重点分析了电偶极子与磁偶极子的特性以及近远场的划分和特点。然后,针对开关电源印刷电路板的电磁兼容设计分两个方面进行分析。第一个方面,有源器件的正确选择;第二个方面,印刷电路板的电磁骚扰。具体分析了双层印刷电路板的布线特点,地线布线规则、干扰抑制问题以及注意事项。其次,详尽地分析了LLC半桥谐振开关电源的设计过程。在原理图设计阶段,详细计算了LLC半桥谐振电路以及控制电路的参数,选择合适的元器件,减少电磁干扰。另外,介绍了反激电路的计算过程和设计要点。在电磁兼容性分析阶段,使用Cadence SPB16.3与Ansoft Designer6.1相结合的方法,基于场的原理,建立PCB仿真模型,分析LLC半桥谐振开关电源PCB的电磁兼容特性。根据电磁场近场分布图,改进优化PCB的布局布线,提高PCB的电磁兼容特性。再次,调试LLC半桥谐振开关电源,检测其电气性能,根据测试波形分析LLC半桥谐振电路的特点。最后,总结LLC半桥谐振开关电源的设计过程,概括主要研究成果,并分析了其不足之处。
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