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技術專題
12V電路電源設計：挑戰(zhàn)和降低EMI的技巧
在電路設計每個電路電源設計必不可缺少的一部分中，在PCB上設計專用的12V電源。確實有現成的電源模塊，在主電路旁邊構建一個電源模塊通常更經濟，更節(jié)省空間。
建立12V電源
如果您正在使用警報系統(tǒng)，數據采集或音頻接口等商業(yè)產品，則通常會將12V電源連接到主控制模塊。大多數系統(tǒng)將輸入的AC轉換為12V DC，然后再進一步降低至5V，3.3V或1.8V。
構建12V電源似乎是一項簡單的任務，但是如果您忽略了一些重要的觀點，則可能會遇到一些意想不到的問題。通常，您可以通過12V電源的線性或開關模式操作對其進行分類。
線性12V電源易于構建，因為它涉及變壓器，二極管橋電路，12V直流穩(wěn)壓器和旁路電容器，以很大程度地減小電壓波動。直流穩(wěn)壓器的選擇決定了電源可以處理的輸出負載。
盡管易于構建12V的直流電源，但在驅動大負載時效率極低。當負載電流增加時，調節(jié)器會釋放出大量熱量。在此，開關電源通常是更好的選擇。
顧名思義，開關電源（SMPS）具有電源管理IC，該電源管理IC通過高頻開關來改變直流電壓的狀態(tài)。因此，12V SMPS電源效率更高，但代價是增加了EMI輻射的風險。
保護12V電源
12V電源是第一個與電源接觸的模塊。這意味著，如果不加以保護，則在瞬態(tài)電涌的情況下很有可能遭到損壞。保險絲和壓敏電阻通常放置在電源的電源輸入處，以提供過流和過壓保護。
防止電源輸出因負載短路而損壞也很重要。如果電流超過輸出的上限限制，則保險絲很容易斷開連接。
最小化12V電源的EMI
如果您要設計線性12V電源，則無需擔心EMI。但是，在處理SMPS時，需要考慮EMI。我曾經因第三方開關電源發(fā)出的輻射而無法通過CE測試。
EMI輻射發(fā)生在電流環(huán)路上，電壓在通斷狀態(tài)之間切換。通常可以追溯到電源管理IC的輸入引腳，接地引腳和連接兩者的電容器。為了使輻射最小化，建議在電流回路的相對PCB層上放置一個鏡平面或走線。保持電流環(huán)路盡可能小也很重要。
開關電壓的快速上升時間導致更高的輻射。在電源管理IC的啟動引腳上增加一個與電容器串聯(lián)的電阻可以增加上升時間，從而減少EMI輻射。但是，您不應過度使用此措施，因為這樣會降低SMPS的效率并導致散熱問題。
充分利用12V電源輸出端的電容器將穩(wěn)定電壓并減少噪聲潛入負載電路的機會。開關IC上的反饋引腳對噪聲非常敏感，應屏蔽電路上的嘈雜節(jié)點。