​教你几招解决LED的EMC/EMI问题的方法​

针对于设计LED电源对于工程师来说，电磁干扰应该是设计中一直存在的关键问题。但熟悉电源电路设计的朋友都知道，在LED在电源设计过程中，电磁干扰EMI是个不小的难题，那么如何能解决这个问题？

首先我们来看一下能够影响到EMI/EMC几个因素：驱动电源的电路结构；开关频率、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、接地、PCB设计、智能LED电源复位电路设计。因为原来的LED电源是线性电源，但线性电源在工作时会以加热的形式消耗大量能量。线性电源的工作模式使他必须有一个压力装置，从高压到低压，通常是变压器，然后通过整流输出直流电压。虽然体积大，热量大，但其优点是对外干扰小，电磁干扰小，易于解决。现在它被广泛使用LED开关电源，都是以 PWM形式的LED驱动电源就是让功率晶体管在导通和关闭状态下工作。导通时，电压低，电流大；关闭时，电压高，电流小，功率高半导体设备损耗也很小。明显的缺点是电磁干扰（EMI）也更严重。

LED电源的电磁兼容的问题通常是开关电路的电源。开关电路是开关电源的主要干扰源之一。开关电路是LED开关电路主要由开关管和高频变压器组成。它产生的du/dt脉冲大，频带宽，谐波丰富。这种高频脉冲干扰的主要原因是开关管负载是高频变压器的主线圈，是感性负载。导通瞬间，初级线圈产生大量涌流，初级线圈两端出现高浪涌尖峰电压；断开瞬间，由于初级线圈的漏磁，部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈，电路形成尖峰的衰减振荡，叠加在关闭电压上，形成关闭电压尖峰。高频脉冲产生更多的发射，周期性信号产生更多的发射。在LED电源系统中，开关电路产生电流尖峰信号，而当负载电流变化时也会产生电流尖峰信号。这是电磁干扰的根源之一。

在所有电磁干扰问题中，主要是由于接地不当造成的。单点、多点和混合有三种信号接地方法。开关电路频率低于1MHz单点接地用中，最好采用多点接地。混合接地是低频单点接地，高频多点接地。地线布局是关键，高频数字电路和低电平模拟电路的接地电路不能混合。可以说，适当的印刷电路板（PCB）布线对防止EMI至关重要LED电源中有很多智能LED电源采用单片机有的控制LED电源采用单片机控制开关电路的比例，整个单片机看门狗系统LED电源的运行起着特别重要的作用，因为所有的干扰源都不能被隔离或去除，一旦进入CPU干扰程序的正常运行，复位系统与软件处理措施相结合，成为纠错防御的有效屏障。有两种常用的复位系统：①外部复位系统。外部看门狗电路可自行设计或使用特殊的看门狗芯片来搭建。这样，如果程序系统陷入死循环，而且该循环恰好有喂狗信号，那么复位电路就无法实现其应有的功能。②现在越来越多了LED所有的电源都有自己的电影复位系统，这样用户就可以很容易地使用内部复位定时器，但是，一些智能LED电源控制电路复位指令过于简单，会有上述死循环等喂狗指令，使其失去监控作用。

要解决LED驱动电源的电磁干扰可个方面入手：

1.减少开关电源本身的干扰：软开关技术在原硬开关电路中增加电感和电容元件，利用电感和电容的谐振来减少开关过程中的谐振du/dt和di/dt，为了消除电压和电流之间的重叠，使开关设备开启时电压的下降先于电流的上升，或关闭时电流的下降先于电压的上升。通过调制开关频率调制技术fc，把集中在fc及其谐波2fc、3fc…为了减少每个频点围的频带上，以减少每个频点EMI幅值。元器件选择不易产生噪声、传导和辐射噪声的部件。通常值得注意的是，二极管以及变压器和其他绕组部件的选择。反向恢复电流小、恢复时间短的快速恢复二极管是开关电源高频整流干扰滤波器，EMI电网噪声是电磁干扰的主要目的之一，属于射频">射频干扰（RFI），其传导噪声的频谱约为10KHz~30MHz，最高可达150MHz.在一般情况下，差模干扰幅度小，频率低，所造成的干扰较小；共模干扰幅度大，频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。削弱传导干扰最有效的方法是在开关电源输入输出电路中安装电磁干扰滤波器。LED电源一般采用简单的单级电源EMI主要包括滤波器共模扼流圈滤波电容器。EMI滤波器能有效抑制开关电源适配器电磁干扰。

2.通过切断干扰信号的传输方式来减少电磁干扰问题：第一种情况是可以用电源线滤波器过滤电源线干扰。合理有效的开关电源EMI滤波器应对电源线上的差模和共模干扰有很强的抑制作用。PCB电磁兼容性设计板PCB是LED在电源系统中，电路元件和器件的支撑件提供电路元件和器件之间的电气连接。电子技术发展迅速，PCB密度越来越高。PCB设计是好是坏LED电源系统的电磁兼容性影响很大。实践证明，即使电路原理图设计正确，印刷电路板设计不当，也是正确的LED不利影响电源系统的可靠性。PCB抗干扰设计主要包括PCB布局、布线和接地的目的是减少PCB电磁辐射和PCB上电路之间的串扰。此外，变压器电磁干扰引起的交流频率一般为50HZ左右，而地线布线不当导致的交流声，由于整流电路的倍频作用频率约为100HZ，仔细区分还是可以察觉的。因此，在设计印刷电路板时，应注意正确的方法，遵守PCB一般设计原则，应符合抗干扰设计要求。

　　3.主动大幅增强受干扰体的抗干扰能力：在LED电源系统中输进/输出也是干扰源的传导线，和接收射频干扰信号的拾检源，我们设计时一般要采取有效的措施：采用必要的共模/差模抑制电路，同时也要采取一定的滤波和防电磁屏蔽措施以减小干扰的进进。在条件许可的情况下尽可能采取各种隔离措施（如光电隔离或者磁电隔离），从而阻断干扰的传播。防雷击措施，室外使用的LED电源系统或从室外排挤引进室内的电源线、信号线，要考虑系统的防雷击题目。常用的防雷击器件有：气体放电管、TVS（Transient Voltage Suppression）等。气体放电管是当电源的电压大于某一数值时，通常为数十V或数百V，气体击穿放电，将电源线上强冲击脉冲导进大地。TVS可以看成两个并联且方向相反的齐纳二极管，当两端电压高于某一值时导通。其特点是可以瞬态通过数百乃上千A的电流。