軌道機(jī)車領(lǐng)域的一個基于開關(guān)電源的EMC解決方案

在軌道機(jī)車領(lǐng)域，由于可靠性要求高，安裝空間緊湊，使開關(guān)電源的小型化設(shè)計得以廣泛運(yùn)用，并引發(fā)了一系列電磁兼容方面的問題。本文就此給出了一個可行的EMC解決方案，著重解決傳導(dǎo)超標(biāo)，紋波過大問題。

傳導(dǎo)干擾：開關(guān)電源作為干擾源，通過輸入端傳導(dǎo)發(fā)射，輸出端傳導(dǎo)發(fā)射，輻射發(fā)射三種方式對外輸出干擾信號，鐵路機(jī)車標(biāo)準(zhǔn)EN50155，對此均有嚴(yán)格要求。

紋波電壓：開關(guān)電源在工作時，尤其是DC-DC變換，依賴于MOSFET管與肖特基整流的不斷開關(guān)動作，導(dǎo)致紋波和噪聲污染十分嚴(yán)重，對系統(tǒng)造成了嚴(yán)重危害?；谠O(shè)備可靠運(yùn)行的要求，數(shù)據(jù)采集單元對開關(guān)電源直流輸出有嚴(yán)格要求，比如：紋波電壓必須控制在電源電壓的1%以內(nèi)，甚至是10mV。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，開關(guān)電源紋波噪聲抑制的解決方案完全可行（加入專用濾波器后，傳導(dǎo)測試均順利通過，在此不做過多描述），主要測試設(shè)備：ACDC電源，可調(diào)負(fù)載，毫伏表（或者示波器），網(wǎng)絡(luò)接收機(jī)（帶探頭），如下圖所示：

結(jié)論如下：

（1）在開關(guān)電源供電入口處，加入匹配的壓敏電阻，在浪涌測試時，效果非常理想；

（2）如果傳導(dǎo)測試引用Class B級標(biāo)準(zhǔn)時，恰當(dāng)增加電容C1,C2,C3或者C4,C5,C6也可以通過測試；

（3）ACDC電源，由于開關(guān)頻率較低，建議C8使用固態(tài)電容（電解電容由于性能缺陷，不在本文討論范圍），以22~100uF范圍取值為佳；DCDC電源，由于開關(guān)頻率為200KHz或更高，使用TYJ130P系列濾波器，紋波電壓可以減少50%以上。

（4）本方案簡單可行，且占用空間極少，其中濾波器TYJ130P高度僅為10.2毫米，最大電流10安培，可輕易裝配到PCB板上。