1.等離子電源的EMI分析

電源部分是整機的能源提供者，所以電源品質的好壞決定了系統(tǒng)工作的狀態(tài)。我們先進行需求分析：等離子電視功耗大于75W，根據標準要求必須加PFC電路，提高有功功率。由于有待機功耗要求，因此采用反激加諧振的方式，這樣既滿足了驅動要求，又滿足待機功耗要求。

因此電源部分共包含4個大的模塊，電源輸入端濾波整流電路、PFC電路、諧振電路、反激電路。

(1)濾波整流電路。既抑制電源本身的干擾通過電源線進入供電網絡，又防止供電網絡的干擾進入電源。

(2)PFC電路。PFC電路工作過程中，MOSFET管在工作時由柵極驅動脈沖控制通斷狀態(tài)，引起干擾。PFC電路中的二極管在導通和截止狀態(tài)間切換，反向恢復電流也會引起干擾。

(3)反激電路和諧振電路。反激電路和諧振電路中的MOSFET在切換通斷狀態(tài)時兩端電壓產生突變，變壓器初級線圈中電流產生反電動勢，次級電路中二極管在通斷過程中存在反向恢復電流，這些都引起干擾。

2.電源的EMC設計

2.1 EMI濾波電路

為了抑制整機電路和電源自身所產生的干擾不向外傳播，也為了外部電網的干擾不進入電源和整機，在電源入口處設計了EMI濾波電路。

開關電源的干擾分為差模干擾和共模干擾，共模干擾是火線或零線與地線之間產生的干擾，差模干擾是火線與零線之間產生的干擾。

2.1.1 差模濾波

開關電源的差模傳導騷擾，主要是由電路中開關電源在開關動作時在電源輸入線上產生一個周期性的電流信號。由于電解電容作為儲能電容，存在ESR和ESL，當周期電流信號經過儲能電容時，電容兩端就會產生電壓降，這個電壓降導致電源端口產生電流回路，形成差模傳導騷擾，并通過LISN把干擾傳導到接收機。

變壓器初級線圈、開關管和濾波電容構成的高頻開關電流環(huán)路，使高頻電流反饋到交流電源中形成干擾;同時，變壓器初次級間的分布電容會使初級回路中產生的干擾向次級傳遞，加大干擾傳遞環(huán)路，使更多電流流入LISN，加劇干擾。

當電路中添加了差模濾波后，差模電流減小回流路徑，減少對接收機和電網的干擾。

2.1.2 共模濾波

開關電源的共模傳導騷擾，主要是由開關電路中的電壓瞬變造成的，開關管的負載為高頻變壓器初級線圈，為感性負載，在開關管開關瞬間，在初級線圈的兩端出現較高的浪涌尖峰電壓，而由于初級線圈和次級線圈之間的分布電容、電源線對地線的阻抗、次級線圈電源和地之間電容的存在，構成了電源和地之間的電流回路，形成共模干擾。

當電路中添加了共模濾波后，共模電流回流路徑減小，減少對接收機和電網的干擾。

2.1.3 濾波電路設計

我們設計EMI濾波器如圖1所示，電路包括兩級濾波結構，共模電感L103、共模電容CY102、CY102和差模電容C101組成第一級，共模電感L104、共模電容CY103、CY104和差模電容CX102組成第二級。R104、R105、R106為泄放電阻，保證電源斷電后迅速放電到安全電壓以下。

由于變壓器初次級分布電容的存在，引起共模干擾，因此可以通過減小初次級分布電容改善共模干擾，可以在變壓器初次級間增設屏蔽層。同時將變壓器屏蔽層接至初級的中線端，還可以抑制差模干擾。

圖1 EMI濾波電路

2.2 PFC電路

電路中由于MOSFET的開關狀態(tài)引起干擾，因此我們針對MOSFET加抑制措施，可以通過以下方法改善PFC電路的干擾：

調整驅動電阻R422、R423，改變開關速率;

MOSFET漏源極加吸收電容C410;

電阻D410兩端加磁珠BD1、BD2吸收干擾。

圖2 PFC電路

2.3 反激電路

在電路中，初級部分由于MOSFET通斷引起的干擾，我們通過電阻R210、電容C207、二極管FR107組成的吸收電路進行抑制，二級管采用快恢復二極管。也可以通過調節(jié)MOESFET柵極輸入的PWM脈沖改變MOSFET開關頻率來進行改善。

次級部分二極管的反向恢復電流引起的干擾，我們通過在二極管兩端并聯(lián)電容C301來吸收。如圖3a所示。

2.4 諧振電路

電路中通過調整MOSFET驅動電阻R515、R516和R518、R519來設置不同的開通和關斷時間，減小MOSFET的開關帶來的干擾，如圖3b所示。

圖3 反激電路和諧振電路

2.5 PCB設計

開關電源EMI設計中，PCB布板是非常關鍵的一環(huán)。優(yōu)秀的PCB布板，即使有干擾源，也能最大程度地阻斷傳播途徑，將干擾水平降到最低;不良的PCB布板，即使干擾源不大，也會通過走線將其放大并傳播出去，甚至產生較大的干擾。PCB布板主要注意以下幾點：

(1)大電流信號走線要順、短、粗;

(2)大電流信號和小信號要分離走線，避免功率信號干擾小信號;

(3)不同系統(tǒng)之間的共地信號連接點盡量唯一確定;

(4)存在電流環(huán)路的地方，比如反激電路漏極的吸收環(huán)路，應該盡量使環(huán)路面積最小。

3.小結

通過對等離子電視電源的干擾分析，針對電路模塊設計出一套濾波電路，該套電路應用后，傳導和輻射都得到較好的抑制，配合整機的設計和整改，測試結果合格，滿足了項目要求。