EMC是Electro Magnetic Compatibility的縮寫

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。EMC是Electro Magnetic Compatibility的縮寫EMC是Electro Magnetic Compatibility的縮寫，即電磁兼容1、EMC是Electro Magnetic Compatibility的縮寫，即電磁兼容。電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電

2、磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。所謂電磁干擾是指任何能使設(shè)備或系統(tǒng)性能降級的電磁現(xiàn)象。而所謂電磁干擾是指因電磁干擾而引起的設(shè)備或系統(tǒng)的性能下降。EMC包括EMI(電磁干擾)及EMS(電磁耐受性)兩部份，所謂EMI電磁干擾，乃為機器本身在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中所產(chǎn)生不利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲；而EMS乃指機器在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力。2、PFC就是“功率因數(shù)校正”的意思，主要用來表征電子產(chǎn)品對電能的利用效率。功率因數(shù)越高，說明電能的利用效率越高。功率因數(shù)校正是用來減小輸入電流的失真，抑制諧波分量，以提高用電設(shè)備用電的有用功比率、降低功耗和消除對電網(wǎng)干擾的的技術(shù)手段。

3、     PFC有兩種，一種是無源PFC（也稱被動式PFC），一種是有源PFC（也稱主動式PFC）。無源PFC一般采用電感補償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數(shù)，但無源PFC的功率因數(shù)不是很高，只能達到0.70.8；有源PFC由電感電容及電子元器件組成，體積小，可以達到很高的功率因數(shù)，但成本要高出無源PFC一些。     有源PFC電路中往往采用高集成度的IC，主動PFC電路由高頻電感、開關(guān)管、電容以及控制IC等元件構(gòu)成，可簡單的歸納為升壓型開關(guān)電源電路，這種電路的特點是構(gòu)造復(fù)雜，但優(yōu)點很多

4、：功率因數(shù)高達0.99、低損耗和高可靠、輸入電壓可以從90V到270V（寬幅輸入）等，由于輸出DC電壓紋波很小，因此采用主動式PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容。3開關(guān)電源功率變壓器的設(shè)計方法設(shè)計變壓器的基本公式為了確保變壓器在磁化曲線的線性區(qū)工作，可用下式計算最大磁通密度（單位：T）Bm=(Up×104)/KfNpSc式中：Up變壓器一次繞組上所加電壓（V）；f脈沖變壓器工作頻率（Hz)；Np變壓器一次繞組匝數(shù)（匝）；Sc磁心有效截面積（cm2）；K系數(shù)，對正弦波為4.44,對矩形波為4.0。一般情況下，開關(guān)電源變壓器的Bm值應(yīng)選在比飽和磁通密度Bs低一些。變壓器輸出功率可由

5、下式計算（單位：W）Po=1.16BmfjScSo×105式中：j導(dǎo)線電流密度（A/mm2）；Sc磁心的有效截面積（cm2)；So磁心的窗口面積（cm2）3對功率變壓器的要求（1）漏感要小    圖9是雙極性電路（半橋、全橋及推挽等）典型的電壓、電流波形，變壓器漏感儲能引起的電壓尖峰是功率開關(guān)管損壞的原因之一。圖9雙極性功率變換器波形    功率開關(guān)管關(guān)斷時電壓尖峰的大小和集電極電路配置、電路關(guān)斷條件以及漏感大小等因素有關(guān)，僅就變壓器而言，減小漏感是十分重要的。（2）避免瞬態(tài)飽和  &

6、#160; 一般工頻電源變壓器的工作磁通密度設(shè)計在BH曲線接近拐點處，因而在通電瞬間由于變壓器磁心的嚴重飽和而產(chǎn)生極大的浪涌電流。它衰減得很快，持續(xù)時間一般只有幾個周期。對于脈沖變壓器而言如果工作磁通密度選擇較大，在通電瞬間就會發(fā)生磁飽和。由于脈沖變壓器和功率開關(guān)管直接相連并加有較高的電壓，脈沖變壓器的飽和，即使是很短的幾個周期，也會導(dǎo)致功率開關(guān)管的損壞，這是不允許的。所以一般在控制電路中都有軟啟動電路來解決這個問題。（3）要考慮溫度影響    開關(guān)電源的工作頻率較高，要求磁心材料在工作頻率下的功率損耗應(yīng)盡可能小，隨著工作溫度的升高，飽和磁通密

7、度的降低應(yīng)盡量小。在設(shè)計和選用磁心材料時，除了關(guān)心其飽和磁通密度、損耗等常規(guī)參數(shù)外，還要特別注意它的溫度特性。一般應(yīng)按實際的工作溫度來選擇磁通密度的大小，一般鐵氧體磁心的Bm值易受溫度影響，按開關(guān)電源工作環(huán)境溫度為40考慮，磁心溫度可達6080，一般選擇Bm=0.20.4T，即20004000GS。（4）合理進行結(jié)構(gòu)設(shè)計從結(jié)構(gòu)上看，有下列幾個因素應(yīng)當(dāng)給予考慮：漏磁要小，減小繞組的漏感；便于繞制，引出線及變壓器安裝要方便，以利于生產(chǎn)和維護；便于散熱。4磁心材料的選擇軟磁鐵氧體，由于具有價格低、適應(yīng)性能和高頻性能好等特點，而被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源中。軟磁鐵氧體，常用的分為錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體兩大系

8、列，錳鋅鐵氧體的組成部分是Fe2O3，MnCO3，ZnO，它主要應(yīng)用在1MHz以下的各類濾波器、電感器、變壓器等，用途廣泛。而鎳鋅鐵氧體的組成部分是Fe2O3，NiO，ZnO等，主要用于1MHz以上的各種調(diào)感繞組、抗干擾磁珠、共用天線匹配器等。在開關(guān)電源中應(yīng)用最為廣泛的是錳鋅鐵氧體磁心，而且視其用途不同，材料選擇也不相同。用于電源輸入濾波器部分的磁心多為高導(dǎo)磁率磁心，其材料牌號多為R4KR10K，即相對磁導(dǎo)率為400010000左右的鐵氧體磁心，而用于主變壓器、輸出濾波器等多為高飽和磁通密度的磁性材料，其Bs為0.5T（即5000GS）左右。開關(guān)電源用鐵氧體磁性材應(yīng)滿足以下要求：（1）具有較高

9、的飽和磁通密度Bs和較低的剩余磁通密度Br磁通密度Bs的高低，對于變壓器和繞制結(jié)果有一定影響。從理論上講，Bs高，變壓器的繞組匝數(shù)可以減小，銅損也隨之減小。在實際應(yīng)用中，開關(guān)電源高頻變換器的電路形式很多，對于變壓器而言，其工作形式可分為兩大類：1）雙極性。電路為半橋、全橋、推挽等。變壓器一次繞組里正負半周勵磁電流大小相等，方向相反，因此對于變壓器磁心里的磁通變化，也是對稱的上下移動，B的最大變化范圍為B=2Bm，磁心中的直流分量基本抵消。2）單極性。電路為單端正激、單端反激等，變壓器一次繞組在1個周期內(nèi)加上1個單向的方波脈沖電壓（單端反激式如此）。變壓器磁心單向勵磁，磁通密度在最大值Bm到剩余

10、磁通密度Br之間變化，見圖7，這時的B=BmBr，若減小Br，增大飽和磁通密度Bs，可以提高B，降低匝數(shù)，減小銅耗。（2）在高頻下具有較低的功率損耗    鐵氧體的功率損耗，不僅影響電源輸出效率，同時會導(dǎo)致磁心發(fā)熱，波形畸變等不良后果。    變壓器的發(fā)熱問題，在實際應(yīng)用中極為普遍，它主要是由變壓器的銅損和磁心損耗引起的。如果在設(shè)計變壓器時，Bm選擇過低，繞組匝數(shù)過多，就會導(dǎo)致繞組發(fā)熱，并同時向磁心傳輸熱量，使磁心發(fā)熱。反之，若磁心發(fā)熱為主體，也會導(dǎo)致繞組發(fā)熱。   選擇鐵氧體材料時，

11、要求功率損耗隨溫度的變化呈負溫度系數(shù)關(guān)系。這是因為，假如磁心損耗為發(fā)熱主體，使變壓器溫度上升，而溫度上升又導(dǎo)致磁心損耗進一步增大，從而形成惡性循環(huán)，最終將使功率管和變壓器及其他一些元件燒毀。因此國內(nèi)外在研制功率鐵氧體時，必須解決磁性材料本身功率損耗負溫度系數(shù)問題，這也是電源用磁性材料的一個顯著特點，日本TDK公司的PC40及國產(chǎn)的R2KB等材料均能滿足這一要求。（3）適中的磁導(dǎo)率相對磁導(dǎo)率究竟選取多少合適呢？這要根據(jù)實際線路的開關(guān)頻率來決定，一般相對磁導(dǎo)率為2000的材料，其適用頻率在300kHz以下，有時也可以高些，但最高不能高于500kHz。對于高于這一頻段的材料，應(yīng)選擇磁導(dǎo)率偏低一點的磁

12、性材料，一般為1300左右。（4）較高的居里溫度居里溫度是表示磁性材料失去磁特性的溫度，一般材料的居里溫度在200以上，但是變壓器的實際工作溫度不應(yīng)高于80，這是因為在100以上時，其飽和磁通密度Bs已跌至常溫時的70。因此過高的工作溫度會使磁心的飽和磁通密度跌落的更嚴重。再者，當(dāng)高于100時，其功耗已經(jīng)呈正溫度系數(shù)，會導(dǎo)致惡性循環(huán)。對于R2KB2材料，其允許功耗對應(yīng)的溫度已經(jīng)達到110，居里溫度高達240，滿足高溫使用要求。5開關(guān)電源功率變壓器的設(shè)計方法單極性開關(guān)電源變壓器的計算設(shè)計前應(yīng)確定下列基本條件：電路形式，工作頻率，變換器輸入最高和最低電壓，輸出電壓電流，開關(guān)管最大導(dǎo)通時間，對漏感及

13、分布電容的要求，工作環(huán)境條件等。（1）單端反激式計算1）變壓器輸入輸出電壓一次繞組輸入電壓幅值UP1=UiU1式中：Ui變換器輸入直流電壓（V）；U1開關(guān)管及線路壓降（V）；二次繞組輸出電壓幅值UP2=U02U2UPi=U0iUi 式中：U02U0i直流輸出電壓（V）；U2Ui整流管及線路壓降（V）2）一次繞組電感臨界值(H)式中：n變壓器匝數(shù)比n=tonUp1/toffUp2ton額定輸入電壓時開關(guān)管導(dǎo)通時間（s）；toff開關(guān)管截止時間（s）T開關(guān)電源工作周期（s），T=1/f，f：工作頻率（Hz）；Po變壓器輸出直流功率（W）通常要求一次繞組實際電感Lp1Lmin3)確定工作磁通密度單端

14、反激式變壓器工作在單向脈沖狀態(tài)，一般取飽和磁通密度值（Bs）的一半，即脈沖磁通密度增量Bm=BS/2(T)4）計算磁心面積乘積Sp=392Lp1Ip1D12/Bm(cm4) 式中：Ip1一次繞組峰值電流；Ip1=2Po/Up1minDmax(A) 式中：Up1min變壓器輸入最低電壓幅值（V）Dmax最大占空比，Dmax=tonmax/T；D1一次繞組導(dǎo)線直徑（mm），由一次繞組電流有效值I1確定，單向脈沖時I1=Ip1（ton/T）0.55）空氣隙長度lg=0.4Lp1Ip12/Bm2SC(cm)6）繞組匝數(shù)計算一次繞組，有氣隙時N1=Bmlg×104/0.4Ip1(匝)無氣隙時(

15、匝)式中：LC磁心磁路長度（cm）e磁心有效磁導(dǎo)率，由工作的磁通密度和直流磁場強度及磁性材料決定，查閱磁心規(guī)格得出。二次繞組N2=Up2(1Dmax)/Up1minDmaxN1Ni=Upi(1Dmax)/UpiminDmaxN1（2）單端正激式計算單端正激式電路工作的特點是一、二次繞組同時工作，另加去磁繞組，因此計算方法與雙極性電路類似。1）二次繞組峰值電流等于直流輸出電流，即IP2=I022）二次繞組電壓幅值開關(guān)電源功率變壓器的設(shè)計方法Up2=(Uo2U2)/D(V)式中：Uo2輸出直流電壓（V） U2整流管及線路壓降（V） D額定工作狀態(tài)時的占空比D=ton/T3）變壓器輸出功率 P2= (DUp2Ip2)(W)式中：Up2變壓器輸出電壓幅值（V）Ip2二