电路设计实例：抑制瞬态干扰

瞬态干扰是指交流电网上出现的浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号，其特点是作用时间极短，但电压幅度高、瞬态能量大。瞬态干扰会造成单片开关电源输出电压的波动。当瞬态电压叠加在U_I上而使U_I＞U_（BR）DS时，还会损坏TOPSwitch芯片，必须采取措施来抑制瞬态干扰。

瞬态电压的两种典型波形分别如图15-26a、b所示。图15-26a是国际电工委员会制定的IEC1000-4-5标准所给出的典型浪涌电压波形，U_P为浪涌电压的峰值，通常选U_P=3000V的测试电压。T是浪涌电压从0.3U_P上升到0.9U_P的时间间隔。T₁为上升时间，T₁=1.67T=1.2μs±0.36μs。浪涌电压降到0.5U_P所持续的时间为T₂，T₂=50μs。图15-26b示出由IEEE-785标准中给出的典型振铃电压波形，其峰值也是3000V（典型值）。第一个周期内的正向脉冲上升时间T=0.5μs，持续时间T₂=10μs；负向脉冲的峰值已衰减为0.6U_P。

图15-26 瞬态电压的两种典型波形

a）浪涌电压 b）振铃电压

一种能抑制瞬态干扰的7.5V、15W开关电源电路如图15-27所示。该电路主要有以下特点：①将交流两线输入方式改成三线输入方式，G端接通大地；②采用两级EMI滤波器，为避免两个EMI滤波器在产生谐振时的干扰信号互相叠加，应使L₂、L₃≤10mH，且L3≥2L₂；③增加C₉和L₄。C₇～C₉为安全电容，分别与高频变压器的引出端相连。其中，C₇接输入直流高压的返回端，C₈接输出返回端，C₉接输入直流高压端。它们的公共端则经过滤波电感L₄接通大地。L₄用铁氧体磁环绕制而成。设计印制电路板时，连接C₇～C₉的各条印制导线应短而宽。采用上述连接方式可保证瞬态电流被C₇～C₉旁路掉，而不进入TOP202Y中。此外，偏置绕组的接地端和C₄的引出端，分别经过一条印制导线接TOP202Y的对应引脚。旁路电容C₅并联在控制端与源极上，以减小控制端上的噪声电压；④R₃（阻值范围为270～620Ω）与光耦合器中光敏晶体管的发射极相串联。当控制环路失控时，R₃能限制峰值电流，使之小于芯片中关断触发器的关断电流。

图15-27 一种能抑制瞬态干扰的7.5V、15W开关电源电路(www.xing528.com)

为减小瞬态干扰，还可采取以下措施：

（1）为减小瞬态峰值电流，应在一、二次绕组之间绕3～5层0.05mm厚的聚酯绝缘胶布，以减小高频变压器的分布电容。

（2）TOP202Y的外接散热器应与芯片上的小散热片连通。若两者之间加绝缘垫片，而散热器与电路连通位置又不合适，则散热器与小散热片间的分布电容就会和电路中的电感发生谐振，产生高频振铃电压，使TOP202Y中的关断触发器误关断。

（3）提高整流桥耐压值并适当增加输入滤波电容C₁的电容量。

（4）利用共模扼流圈对过大的共模干扰电流进行抑制。

（5）在交流进线端并联一只压敏电阻器，对浪涌电压进行钳位。