LED大家都知道，那么你知道LED驅動電源設計的一些知識嗎?針對于設計LED電源的工程師來說，電磁干擾問題應該是一直存在于設計中的一個關鍵問題，熟悉電源電路設計的朋友們都知道，在LED電源的設計過程中，電磁干擾EMI是個不小的難題，那么如何能解決這個問題?

文章從硬件著手，介紹了三大抗干擾措施。

首先我們來看一下能夠影響到EMI/EMC的幾個因素：驅動電源的電路結構;開關頻率、接地、PCB設計、智能LED電源的復位電路設計。

由于最初的LED電源就是線性電源，但是線性電源在工作時會以發(fā)熱的形式損耗大量能量。線性電源的工作方式，使他從高壓變低壓必須有將壓裝置，一般的都是變壓器， 再經過整流輸出直流電壓。雖然笨重，發(fā)熱量大，優(yōu)點是，對外干擾小，電磁干擾小，也容易解決。而現(xiàn)在使用比較多的LED開關電源，都是以 PWM形式的LED驅動電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷狀態(tài)。在導通時，電壓低，電流大;關斷時，電壓高，電流小，因此功率半導體器件上所產生的損耗 也很小。缺點比較明顯的是，電磁干擾(EMI)也更嚴重。

LED電源的電磁兼容出現(xiàn)問題一般是開關電路的電源中。而開關電路是開關電源的主 要干擾源之一。開關電路是LED驅動電源的核心，開關電路主要由開關管和高頻變壓器組成。它產生的du/dt具有較大幅度的脈沖，頻帶較寬且諧波豐富。

這種高頻脈沖干擾產生的主要原因是：開關管負載為高頻變壓器初級線圈，是感性負載。導通瞬間，初級線圈產生很大的涌流，并在初級線圈的兩端出現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓;斷開瞬間，由于初級線圈的漏磁通，致使部分能量沒有從一次線圈傳輸?shù)蕉尉€圈，電路中形成帶有尖峰的衰減振蕩，疊加在關斷電壓上，形成關斷電壓尖 峰。高頻脈沖產生更多的發(fā)射，周期性信號產生更多的發(fā)射。在LED電源系統(tǒng)中，開關電路產生電流尖峰信號，而當負載電流變化時也會產生電流尖峰信號。這就是電磁干擾根源之一。

基本上在所有電磁干擾問題的題目中，主要是因為不適當?shù)慕拥匾鸬?。有三種信號接地方法：單點、多點和混合。在開關電路頻率低于1MHz時，可采用單點接地方法，但不適宜高頻;在高頻應用中，最好采用多點接地。

混合接地是低頻用單點接地，而高頻用多點接地的方法。地線布局是關鍵，高頻數(shù)字電路和低電平模擬電路的接地電路盡不能混合。可以說適當?shù)挠∷㈦娐钒?PCB)布線對防止EMI是至關重要的。

在LED電源中，有不少智能LED電源采用單片機控制，并且有的LED電源采用單片機控制開關電路的占空比，單片機的看門狗系統(tǒng)對整個LED電源的運行起著特別重要的作用，由于所 有的干擾源不可能全部被隔離或往除，一旦進進CPU干擾程序的正常運行，那么復位系統(tǒng)結合軟件處理措施就成了一道有效的糾錯防御的屏障了。

常用的復位系統(tǒng)有以下兩種：

①外部復位系統(tǒng)。外部“看門狗”電路可以自己設計也可以用專門的“看門狗”芯片來搭建。這樣，假如程序系統(tǒng)陷進一個死循環(huán)，而該循環(huán)中恰巧有著“喂狗”信號的話，那么該復位電路就無法實現(xiàn)它的應有的功能了。

②現(xiàn)在越來越多的LED電源都帶有自己的片上復位系統(tǒng)，這樣用戶就可以很方便的使用其內 部的復位定時器了，但是，有些智能LED電源的控制電路復位指令太過于簡單，這樣也會存在象上述死循環(huán)那樣的“喂狗”指令，使其失往監(jiān)控作用。

要解決LED驅動電源的電磁干擾問題，從硬件上可從以下幾個方面入手：

1.減少開關電源本身的干擾：軟開關技術，在原有的硬開關電路中增加電感和電容元件，利用電感和電容的諧振，降低開關過程中的du/dt和di/dt，使開關器件開通時電壓的下降先于電 流的上升，或關斷時電流的下降先于電壓的上升，來消除電壓和電流的重疊。開關頻率調制技術，通過調制開關頻率fc，把集中在fc及其諧波2fc、3fc… 上的能量分散到它們周圍的頻帶上，以降低各個頻點上的EMI幅值。元器件的選擇，選擇不易產生噪聲、不易傳導和輻射噪聲的元器件。通常特別值得注意的是， 二極管和變壓器等繞組類元器件的選用。反向恢復電流小、恢復時間短的快速恢復二極管是開關電源高頻整流部分的理想器件。

合理使用電磁干擾濾波器，EMI濾波器的主要目的之一，電網噪聲是電磁干擾的一種，它屬于射頻干擾(RFI)，其傳導噪聲的頻譜大致為10KHz~30MHz，最高可達150MHz.在一 般情況下，差模干擾幅度小，頻率低，所造成的干擾較小;共模干擾幅度大，頻率高，還可以通過導線產生輻射，所造成的干擾較大。欲削弱傳導干擾，最有效的方 法就是在開關電源輸入和輸出電路中加裝電磁干擾濾波器。LED電源一般采用簡易式單級EMI濾波器，主要包括共模扼流圈和濾波電容。EMI濾波器能有效抑 制開關電源適配器的電磁干擾。

2.通過切斷干擾信號的傳播途徑來減少電磁干擾問題：第一種情況是電源線干擾可以使用電源線濾 波器濾除。一個合理有效的開關電源EMI濾波器應該對電源線上差模和共模干擾都有較強的抑制作用。改善PCB板的電磁兼容性設計PCB是LED電源系統(tǒng)中 電路元件和器件的支撐件，它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術的飛速發(fā)展，PCB的密度越來越高。

PCB設計的好壞對LED電源系統(tǒng)的電磁 兼容性影響很大。實踐證實，即使電路原理圖設計正確，印刷電路板設計不當，也會對LED電源系統(tǒng)的可靠性產生不利影響。PCB抗干擾設計主要包括PCB布 局、布線及接地，其目的是減小PCB的電磁輻射和PCB上電路之間的串擾。還有，一般變壓器電磁干擾引發(fā)的交流聲頻率一般為50HZ左右，而地線布線不當 導致的交流聲，由于整流電路的倍頻作用頻率約為100HZ，仔細區(qū)分還是可以察覺的。因此，在設計印刷電路板的時候，應留意采用正確的方法，遵守PCB設 計的一般原則，并應符合抗干擾的設計要求。

3.主動大幅增強受干擾體的抗干擾能力：在LED電源系統(tǒng)中輸進/輸出也是干擾源 的傳導線，和接收射頻干擾信號的拾檢源，我們設計時一般要采取有效的措施：采用必要的共模/差模抑制電路，同時也要采取一定的濾波和防電磁屏蔽措施以減小 干擾的進進。在條件許可的情況下盡可能采取各種隔離措施(如光電隔離或者磁電隔離)，從而阻斷干擾的傳播。防雷擊措施，室外使用的LED電源系統(tǒng)或從室外 排擠引進室內的電源線、信號線，要考慮系統(tǒng)的防雷擊題目。常用的防雷擊器件有：氣體放電管、TVS(Transient Voltage Suppression)等。氣體放電管是當電源的電壓大于某一數(shù)值時，通常為數(shù)十V或數(shù)百V，氣體擊穿放電，將電源線上強沖擊脈沖導進大地。TVS可以 看成兩個并聯(lián)且方向相反的齊納二極管，當兩端電壓高于某一值時導通。其特點是可以瞬態(tài)通過數(shù)百乃上千A的電流。

通過本文我們可以總結出針對于LED電源EMC/EMI的主要幾個控制技術是：電路措施、EMI濾波、元器件選擇、屏蔽和印制電路板抗干擾設計等。如果能正確合理的對這些問題進行解決，順利通過3C認證，不是問題!以上就是LED驅動電源設計的一些解析，希望能給大家?guī)椭?/p>

審核編輯：湯梓紅