DC模块常用输入EMI滤波和浪涌防护电路
一种应用于dc28v电源信号emi滤波及雷电防护电路的制作方法
一种应用于DC28V电源信号EMI滤波及雷电防护电路的制作方法一、引言随着电子设备在各个领域的广泛应用，电源信号的电磁干扰（EMI）问题日益突出。
同时，雷电对电子设备的破坏性影响也不容忽视。
因此，设计一种能够同时实现EMI滤波和雷电防护的电路至关重要。
本文介绍了一种应用于DC28V电源信号的EMI滤波及雷电防护电路的制作方法。
二、电路设计1.EMI滤波器设计：EMI滤波器的主要功能是抑制电源线上的电磁干扰，提高电源质量。
本设计采用共模滤波器和差模滤波器结合的方式，共模滤波器主要用于抑制共模干扰，差模滤波器主要用于抑制差模干扰。
滤波器电路由电感器和电容器的组合构成，通过合理选择电感值和电容值，实现对不同频率干扰的抑制。
2.雷电防护电路设计：雷电防护电路的主要功能是保护电子设备免受雷电过电压和过电流的影响。
本设计采用气体放电管和压敏电阻相结合的方式。
气体放电管在雷电过电压作用下能迅速击穿放电，将过电压限制在较低水平；压敏电阻在雷电过电流作用下能迅速阻断电流，防止电流过大造成设备损坏。
通过合理选择气体放电管和压敏电阻的参数，实现对雷电过电压和过电流的有效防护。
三、制作工艺1.电路板制作：选用合适的FR4或CEM-1基材，进行覆铜处理，设置合理的线宽和间距，保证电路板的电气性能和散热性能。
2.元器件焊接：采用低温焊接工艺，确保焊接质量，防止元器件因高温而损坏。
3.电路板测试：对制作完成的电路板进行电气性能测试，确保各项指标符合设计要求。
四、应用实例本制作方法已成功应用于某型号舰载电子设备的DC28V电源信号处理中，有效提高了设备的电磁兼容性和防雷能力，保证了设备的稳定运行。
五、结论本文介绍了一种应用于DC28V电源信号的EMI滤波及雷电防护电路的制作方法，包括电路设计和制作工艺两个方面的内容。
通过实际应用证明，本制作方法能有效提高设备的电磁兼容性和防雷能力，具有较高的实用价值。
未来，我们将继续优化电路设计和制作工艺，为更多领域提供优质的电源信号处理解决方案。
开关DC-DC转换器的EMI方案
开关DC-DC转换器的EMI方案[日期：2008-4-22] 来源：电子产品世界作者：未知[字体：大中小]在DC-DC转换器中的高频大功率开关可能产生干扰信号。
输入电源线上的传导噪声可以差模或共模噪声电流形成出现。
主要是低频的差模噪声，在基频开关频率和谐波频率呈现在输入电感上。
共模噪声主要有高频分量，在转移器输入电感器和地之间量测，同样，在开关D C-DC转换器的输出包含某种噪声和纹波。
恰当地设计和实现EMI(电磁干扰)滤波，可降低噪声到可接受的限度内。
在欧洲和美国，传导噪声发射由FCC和VDE标准的ClassA和 ClassB限定，在欧洲所有国家都要求家庭和工厂所用设备都要满足VDEClassB标准。
在美国，FCC要求工厂用设备遵从ClassA，而家用设备要遵从更严格的ClassB标准。
降低输入噪声的EMI滤波器方案现在大多数开关电源工作在100KHz~1MHz频率范围内，反射回电源的传导噪声谱的主要峰值对应基频开关频率及其谐波分量。
传导发射标准(如EN55011，EN55022)规定在1 50KHz~30MHz频率范围内，从转换器或电源系统的输入反射到源的准峰值和平均限度传导噪声。
为了遵守此标准，传导噪声谱中的所有峰值必须低于特定的限度。
元件和密封式滤波方案EMI滤波器往往做在单封装中，图1示出其配置。
EMI滤波器是一种通孔滤波器，有一个共模扼流图、Y电容器(线—地)，两个附加的电感器和一个X电容器(线—线)，z1提供瞬态保护。
这种滤波器配置，提供足够的插入损耗来遵守Leve1-B传导发射限度。
尽管如此，在电源设计中，通常用电容器、电感和滤波器来降低或衰减共模和正态模式的传导噪声。
图2a左边图所示的48V输入DC-DC转换器的输入有一个差模电容器C1。
这个单模电解电容器(120mF，100V)，用于确保低输入阻抗稳定和良好的瞬态响应。
此电容器是转换器的能量储存器。
为得到最大效益，此电容器必须尽可能地靠近模块的输入引脚。
浪涌电流抑制电路
浪涌电流限制电路图开关电源在加电时，会产生较高的浪涌电流，因此必须在电源的输入端安装防止浪涌电流的软启动装置，才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围内。
浪涌电流主要是由滤波电容充电引起，在开关管开始导通的瞬间，电容对交流呈现出较低的阻抗。
如果不采取任何保护措施，浪涌电流可接近数百A。
开关电源的输入一般采用电容整流滤波电路如图2所示，滤波电容C可选用低频或高频电容器，若用低频电容器则需并联同容量高频电容器来承担充放电电流。
图中在整流和滤波之间串入的限流电阻Rsc是为了防止浪涌电流的冲击。
合闸时Rsc限制了电容C的充电电流，经过一段时间，C上的电压达到预置值或电容C1上电压达到继电器T动作电压时，Rsc被短路完成了启动。
同时还可以采用可控硅等电路来短接Rsc。
当合闸时，由于可控硅截止，通过Rsc对电容C 进行充电，经一段时间后，触发可控硅导通，从而短接了限流电阻Rsc。
开关电源中浪涌电流抑制模块的应用[导读]分析了电容输入式滤波整流器上电时对电源的浪涌电流冲击及危害，介绍了常规解决办法及存在的问题，提出一种实用解决方案。
1 上电浪涌电流目前，考虑到体积，成本等因素，大多数AC/DC变换器输入整流滤波采用电容输入式滤波方式，电路原理如图1所示。
由于电容器上电压不能跃变，在整流器上电之初，滤波电容电压几乎为零，等效为整流输出端短路。
如在最不利的情况（上电时的电压瞬时值为电源电压峰值）上电，则会产生远高于整流器正常工作电流的输入浪涌电流，如图2所示。
当滤波电容为470μF并且电源内阻较小时，第一个电流峰值将超过100A，为正常工作电流峰值的10倍。
浪涌电流会造成电源电压波形塌陷，使得供电质量变差，甚至会影响其他用电设备的工作以及使保护电路动作；由于浪涌电流冲击整流器的输入熔断器，使其在若干次上电过程的浪涌电流冲击下而非过载熔断。
为避免这类现象发生，而不得不选用更高额定电流的熔断器，但将出现过载时熔断器不能熔断，起不到保护整流器及用电电路的作用；过高的上电浪涌电流对整流器和滤波电容器造成不可恢复的损坏。
dcdc隔离电源模块原理
dcdc隔离电源模块原理DC-DC隔离电源模块，通常用于将一个DC电源转换为另一个DC电压，而且这两个电压之间隔离，输出电压与输入电压之间没有电气联系，通常也称为DC-DC隔离转换器。
该模块具有高效率、安全可靠、体积小、重量轻等优点，广泛应用于电子设备、电脑等各种高科技产品。
DC-DC隔离电源模块主要原理如下：1.输入滤波：DC-DC隔离电源模块的首要任务是过滤输入变形、电磁干扰和高频噪音，确保输入免受外界各种因素的干扰，并减少输出纹波。
2.整流滤波：将交流电变成直流电，需要进行一次整流滤波，该过程使用二极管桥整流滤波进行。
3.步骤转换：将直流电转换为谐振电压和电流，主要是通过电感和电容组成谐振回路，使能量在电感和电容之间转换。
4.输出整形：通过使用三端稳压器对谐振电压进行整形，使输出电压恒定、可控制等。
5.隔离：DC-DC隔离电源模块利用变压器隔离反激电路和输出电路，以防止反激电路反过来影响输出电路，从而使输出电流与前一级传输的信号相互独立。
6.反馈调节：将输出电路的反馈信号与比较器进行比较，将差值通过控制芯片输出变换成电压信号，控制谐振回路的状态，从而稳定输出电压。
总的来说，DC-DC隔离电源模块中的整个电路分为两个部分，即输入部分和输出部分。
电路的输入端通常由滤波器、整流器和升压模块等组成，其中滤波器的作用在于减少输入信号中的高频噪声及干扰电压，以保证整个系统的稳定性及增加系统的寿命。
输出模块主要由隔离变压器、输出滤波器、Stabilivolt电压稳定器等组成。
其中，隔离变压器的作用在于保证输出信号与输入信号之间不会产生相互影响，从而保证输出电压的稳定性和安全性，提高了整个系统的可靠性和稳定性。
输出滤波器的作用在于减少输出信号中的纹波，从而保证输出电压的稳定和可靠性。
在整个电路这么多利用原理的过程中，控制电路是必不可少的。
控制电路可以根据输入频率、输出电压和电源容量等参数进行自动控制，从而保证输出电压的稳定性和可靠性。
EMI滤波电路
滤波器电路全集
EMI 电磁波会与电子元件作用，产生干扰现象，称为EMI（Electromagnetic Interference<电磁干扰>）.例如，TV荧光屏上常见的“雪花”，便表示接受到的讯号被干扰,EMI电路是用来过滤
这些干扰电磁波的.PEC是集成控制电路
一、E MI滤波电路
EMI滤波器主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰。
实际上它是利电感和电容的特性，使频率为50Hz左右的交流电可以顺利通过滤波器，但高于50Hz以上的高频干扰杂波被滤波器滤除，所以它又有另外一种名称，将EMI滤波器称为低通滤波器（彩电上的称法），其意义为，低频可以通过，而高频则被滤除。
下面是EMI滤波电路的线路图：
上图中的C1和L1组成第一级EMI滤波，C2、C3、C4与L2组成第二级滤波。
实物图如下图所示：
二级EMI滤波电路
在优质电源中，都有两道EMI滤波电路，其中一路在电源插座处，另外一路在电源的PCB板上（也有把两道EMI滤波电路都做在PCB板上的情况），这两道EMI电路，可以很好地滤除电网中的高频杂波和同相干扰电流，同时把电源中产生的电磁辐射削减到最低限度，使泄漏到电源外的电磁辐射量不至于对人体或其它设备造成不良影响。
劣质电源通常会省去第一级EMI 滤波电路，甚至连第二级EMI滤波电路也省掉。
常用的防浪涌电路有三种方案
常用的防浪涌电路有三种方案常用的防浪涌电路有三种方案：一、利用传统的防雷元器件组合成防浪涌电路，例如TVS管（瞬态抑制二极管），气体放电管，PTC（热敏电阻）等。
这些防雷元器件的价格都很低。
二、光耦合电路。
(光隔离器件，价格较低，TPL521-4价格为2元左右。
)三、磁耦合电路。
磁隔离是ADI公司iCoupler专利技术，是基于芯片级变压器的隔离技术。
利用该公司生产的相关芯片可以大大简化电路，减少PCB的面积。
(adm2483的价格在10元左右，adm3251e的价格在10元~20元之间。
)浪涌的来源：浪涌通常由自然界的雷电、电源系统（特别是带很重的感性负载）开关切换时引起的，浪涌的产生将带来能量巨大的瞬变过压或过流，例如感应雷在RS-485传输线上引起的瞬变干扰，其能量可在瞬间烧毁连结传输线上的全部器件。
通常所说的防浪涌，有两个耐压指标，一个是共模，一个是差模。
自然界雷电或大电流切换时产生的浪涌一般认为是共模的，而差模形式的浪涌往往是由于数据电缆附近有高压线经过，数据电缆与高压线之间因绝缘不良而产生的，虽然后者比前者产生的电压和电流要小得多，但它不像前者那样只维持很短的几毫秒，而会在数据通信网络中较长时间内稳定地存在。
光耦或磁耦器件标称的耐压是共模，也就是前端到后端之间的耐压。
如果超过这个耐压，前端后端都一起烧坏；器件不会标称差模的耐压，这个由电路的设计来决定，如果超过这个耐压，前端烧坏，后端不会烧坏。
防浪涌电路通常分为隔离法和规避法：一、隔离法光耦合（需要隔离电源）光耦合器（optical coupler，OC）亦称光电隔离器，简称光耦。
光耦合器以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。
目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波。
开关电源防浪涌电路
1 引言开关电源模块的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。
在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流(如图1所示)，特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。
为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源模块正常而可靠的运行。
图1 合闸瞬间滤波电容电流波形2 常用软起动电路(1)采用功率热敏电阻电路热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。
它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。
采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。
图2 采用热敏电阻电路(2)采用电路该电路如图3所示。
在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥和限流电阻R 对电容器C充电。
当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。
图3 采用电路这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。
(3)具有断电检测的电路该电路如图4所示。
它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。
开关电源AC和DC的输入滤波电路原理
开关电源AC和DC的输入滤波电路原理开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
1、AC输入整流滤波电路原理：①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。
③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
2、 DC输入滤波电路原理：①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。
②在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。