如圖 1所示為小功率電源模塊中常用的EMC前級原理圖
，FUSE為保險絲，MOV為壓敏電阻，Cx為X電容
，LDM為差模電感
，Lcm為共模電感
，Cy1和Cy2為Y電容，NTC為熱敏電阻。其中Y電容
、共模電感等的主要作用雖然不是為了改善電路的浪湧抗擾度，但它們卻間接地影響了抗浪湧電路的設計。

圖 1 常用EMC前級電路

 

對ACL與ACN之間施加的浪湧電壓稱為差模浪湧電壓，差模路徑如圖中紅線所示
；對ACL（或ACN）與PE之間施加的電壓稱為共模浪湧電壓，共模路徑如圖中藍線所示。

 

在設計抗浪湧電路前必須先確定相應的“電磁兼容標準”，如IEC/EN 61000-4-5（對應GB/T 17626.5）中規定了浪湧抗擾度要求
、試驗方法、試驗等級等。下麵我們將以該標準的規定為基礎來討論抗浪湧電路的設計。

 

浪湧發生電路在輸出開路時，產生1.2/50μs的浪湧電壓，而在短路時將產生8/20μs的浪湧電流。

 

發生器的有效輸出阻抗為2Ω

，故當開路電壓峰值為XKV時，短路峰值電流為（X/2）KA。

 

當對ACL（或ACN）和PE之間進行抗浪湧測試時
，在耦合電路上又串入了10Ω的電阻，忽略掉串聯耦合電容的影響，則短路峰值電流變為約（X/12）KA。

 

 

 

壓敏電阻的選型最重要的幾個參數為：最大允許電壓、最大鉗位電壓、能承受的浪湧電流。

 

首先應保證壓敏電阻最大允許電壓大於電源輸出電壓的最大值；其次應保證最大鉗位電壓不會超過後級電路所允許的最大浪湧電壓；最後應保證流過壓敏電阻的浪湧電流不會超過其能承受的浪湧電流。

 

其他參數如額定功率
、能承受的最大能量脈衝等，通過簡單驗算或實驗即可確定。

 

 

在進行共模浪湧測試時，若考慮成本等因素，在共模路徑中未加入壓敏電阻或其他用於鉗位電壓的器件時
，應保證Y電容耐壓高於測試電壓。

 

 

假jia設she浪lang湧yong電dian壓ya經jing壓ya敏min電dian阻zu鉗qian位wei後hou，最zui大da鉗qian位wei電dian壓ya大da於yu輸shu入ru整zheng流liu二er極ji管guan能neng承cheng受shou的de最zui大da反fan向xiang電dian壓ya，則ze二er極ji管guan可ke能neng會hui被bei損sun壞huai。因yin此ci應ying選xuan擇ze反fan向xiang耐nai壓ya大da於yu壓ya敏min電dian阻zu最zui大da鉗qian位wei電dian壓ya的de二er極ji管guan作zuo為wei輸shu入ru整zheng流liu二er極ji管guan。

 

 

理論上共模電感僅在共模路徑中起作用，但是因為共模電感兩個繞組並非完全耦合，未耦合部分將在差模路徑中作為差模電感，影響EMC特性。

 

背景：以某型號的電源模塊為例，該模塊是周立功致遠電子為某客戶定製的電源模塊，輸入85VAC~350VAC，且EMC前級電路電路嵌入到模塊中。抗浪湧要求差模電壓3KV，共模電壓6KV。更換更大的保險絲後可承受6KV差模電壓。其前級原理圖及對應實物圖如圖 2所示

圖 2 實例原理圖與實物圖

 

 

壓敏電阻選型時，首先應使最大允許電壓略大於350V，此電壓等級壓敏電阻最大鉗位電壓為1000V左右（50A測試電流下）。其次在差模路徑上，等效於一個內阻為2Ω、脈衝電壓為6KV的電壓源與壓敏電阻串聯，則峰值電流約為（6KV-1KV）/2Ω=2500A(＄0.3060)。最終選擇了681KD14作為壓敏電阻。其峰值電流為4500A，最大允許工作電壓385VAC，最大鉗位電壓1120V。

 

不bu必bi擔dan心xin，因yin為wei共gong模mo電dian感gan中zhong未wei耦ou合he的de部bu分fen
，在zai差cha模mo路lu徑jing中zhong作zuo為wei差cha模mo電dian感gan，將jiang分fen得de部bu分fen電dian壓ya
，事shi實shi上shang，在zai共gong模mo電dian感gan後hou級ji，電dian路lu已yi得de到dao保bao護hu，經jing試shi驗yan驗yan證zheng，整zheng流liu二er極ji管guan選xuan擇ze常chang用yong的de1N4007(＄0.0093)即可。

 

 

當對ACL-PE或ACN-PE測試6KV浪湧時，即共模浪湧試驗，共模路徑等效為一個內阻約為12Ω，脈衝電壓為6KV的電壓源與共模電感、Y電容串聯。因為Y電容選擇Y1等級電容，其耐壓較高
，6KV共模浪湧的能量不足以使其損壞，因此僅需保證PE布線與其他布線保持一定間接，即可很容易地通過共模浪湧測試。

 

但(dan)是(shi)，因(yin)為(wei)浪(lang)湧(yong)測(ce)試(shi)時(shi)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)兩(liang)端(duan)將(jiang)產(chan)生(sheng)高(gao)壓(ya)，出(chu)現(xian)飛(fei)弧(hu)。若(ruo)與(yu)周(zhou)圍(wei)器(qi)件(jian)間(jian)距(ju)較(jiao)近(jin)，可(ke)能(neng)使(shi)周(zhou)圍(wei)器(qi)件(jian)損(sun)壞(huai)。因(yin)此(ci)可(ke)在(zai)其(qi)上(shang)並(bing)聯(lian)一(yi)個(ge)放(fang)電(dian)管(guan)或(huo)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)限(xian)製(zhi)其(qi)電(dian)壓(ya)，從(cong)而(er)起(qi)到(dao)滅(mie)弧(hu)的(de)作(zuo)用(yong)。如(ru)圖(tu)中(zhong)MOV2所示。

 

另一種辦法是在PCB設(she)計(ji)時(shi)
，在(zai)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)兩(liang)端(duan)加(jia)入(ru)放(fang)電(dian)齒(chi)

，使(shi)得(de)電(dian)感(gan)通(tong)過(guo)兩(liang)放(fang)電(dian)尖(jian)端(duan)放(fang)電(dian)，避(bi)免(mian)通(tong)過(guo)其(qi)他(ta)路(lu)徑(jing)放(fang)電(dian)，從(cong)而(er)使(shi)得(de)對(dui)周(zhou)圍(wei)和(he)後(hou)級(ji)器(qi)件(jian)的(de)影(ying)響(xiang)減(jian)到(dao)最(zui)小(xiao)。如(ru)圖(tu) 3是廣州致遠電子股份有限公司型號為PA1HBxOD-10W的電力電源模塊PCB在共模電感處加入的放電齒的實物圖。

圖 3 放電齒實物圖