在電子電路設計當中,很多情況下都要考慮 EMC 的問題。在設計中使用 MOS 管時,在添加散熱片時可能會出現一種比較糾結的情況。當 MOS 管的 EMC 通過時,散熱片需要接地,而在散熱片不接地的情況下,EMC 是無法通過的。那么為何會出現這種現象呢?
簡單來說,針對傳導可以將一些開關輻射通過散熱器傳導到大地回路,減弱了走傳輸線,讓流通的路徑更多了。針對輻射,沒接地的散熱器不僅沒好處,反而是輻射發射源,對 EMC 壞處更大,同時接地了,能起到一定的屏蔽效果,所以布板時,將大電解電容用來做屏蔽用,將 IC 放在大電解電容下面防止干擾都是這個道理。
共模干擾
騷擾通過 MOS 管與散熱片寄生電容、LISN、以及 L、N 線返回到源。如果 MOS 管接地的話,在騷擾電壓一定的情況下,阻抗很低,騷擾電流很大,導致 CE 測試失效。
開關管由導通切換為關斷狀態時,脈沖變壓器分布電感儲存的能量,將與 C1 產生振蕩,導致開關管 C、E 之間的電壓迅速上升達 500V 左右,形成浪涌電壓。并產生按開關頻率工作的脈沖串電流,經集電極和散熱器之間的分布電容 Ci 及變壓器初,次級之間的分布電容 Cd 返回 AC 線形成共模騷擾電流。
開關管由關斷切換為導通狀態時,C1 通過開關管放電形成浪涌電流產生差模騷擾。
圖 1
如圖 1 所示,減少開關管集電極和散熱片之間的耦合電容 Ci??梢赃x用低介電常數的材料作絕緣墊,加厚墊片的厚度。也可以用靜電屏蔽的方法。例如,在集電極和散熱片之間墊上一層夾心絕緣物,即絕緣物中間夾一層銅箔,作為靜電屏蔽層,并接在輸入直流 OV 地上,散熱片仍接機殼地,這層靜電屏蔽層將大大減小集電極和散熱片之間的電場耦合。
圖 2
如圖 2 所示,即將共模干擾轉化為差模,回流的源中,不通過 LISN。
本篇文章分析了 MOS 管散熱片接地與不接地對 EMC 的影響,有助于對電路中 EMC 抑制的理解。
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