12V电源设计:挑战和降低EMI的技巧

关键外卖:

• 讨论直流电源的组成和构成因素
• 了解您的电源有哪些威胁
• 尽量减少对12v电源的潜在威胁，如EMI

为了进一步讨论，您可以采取哪些热分析和法规来调节您的电源?

建立一个良好的12V电源有巨大的挑战。

我是一个自助迷，在早上消化励志名言有助于我以砰的一声开始我的一天。我最喜欢的一条帮助我打破僵局的方法是这样的:如果机会没有敲门，那就去造一扇门。“我试图在电子产品设计中采取同样积极的方法:经常等待你的电路板告诉你设计有什么问题，会导致成本低效率和浪费原型运行。

虽然我没有在我的工作站上建立一个门，但我偶尔需要在PCB上设计一个专用的12V电源。诚然，现在有现成的电源模块，在主电路旁边建一个电源模块往往更经济、更节省空间。

建立一个12V电源

如果你使用的是商业产品，如报警系统、数据采集或音频接口，你通常会有一个12V的电源连接到主要控制模块上。大多数系统之前将输入的交流电转换为12V直流进一步降至5V, 3.3V或1.8V．

构建一个12V电源似乎是一个简单的任务，但如果你忽视了一些重要的问题，你可能会遇到一些意想不到的问题。一般来说，您可以根据其线性或开关模式的操作来分类12V电源。

线性12V电源很容易建造，因为它包括变压器、二极管桥电路、12V直流稳压器和旁路电容器，以最大限度地减少电压波动。直流稳压器的选择决定了它能处理的输出负载电源．

虽然12V的直流电源很容易制造，但在驱动大负载时，它们的效率非常低。当负载电流增加时，调节器释放出巨大的热量。这就是开关模式电源通常是更好的选择。

顾名思义，开关模式电源(SMPS)具有电源管理IC，通过高频开关交替直流电压的状态。因此，12V SMPS电源效率更高，但代价是EMI发射风险增加。

保护12V电源

12V电源是第一个与市电接触的模块。这意味着，如果不采取保护措施，在暂态浪涌事件中，它将面临很高的损坏风险。保险丝和压敏电阻通常放置在电源的主输入处，用于过流和过压保护。

电源输入易受瞬态事件影响。

防止电源输出因负载短路而损坏也很重要。如果电流超过输出的最大限制，保险丝可以方便地断开连接。

最小化来自12V电源的电磁干扰

如果你设计的是线性12V电源，你就不必担心EMI。但是，当您在处理SMPS时，EMI是一个值得关注的问题。我曾经因为第三方开关模式电源的辐射发射而未能通过CE测试。

EMI辐射发生在电压在开和关状态之间切换的电流回路上。这通常追溯到电源管理IC的输入引脚，接地引脚和连接两者的电容器。为了尽量减少辐射，建议在电流回路的相反PCB层上放置镜面或迹线。保持电流循环尽可能小也很重要。

电容器过滤输出的高频噪声。

开关电压上升时间越快，辐射越高。串联添加一个电阻在电源管理IC的引导脚上使用电容可以增加上升时间，从而减少EMI辐射。但是，您不应该过度使用此措施，因为SMPS的效率将受到影响并导致热的问题．

充分利用12V电源输出端的电容器可以稳定电压，减少噪声渗入负载电路的机会。开关IC上的反馈引脚对噪声非常敏感，应该对电路上的噪声节点进行屏蔽。

你设计一个12V电源的任务更容易模拟和布局工具从像Cadence这样周到而高级的套房。OrCAD PCB Designer有助于消除不确定性和减少原型后问题的机会。

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