轨道机车领域的一个基于开关电源的EMC解决方案

在轨道机车领域，由于可靠性要求高，安装空间紧凑，使开关电源的小型化设计得以广泛运用，并引发了一系列电磁兼容方面的问题。本文就此给出了一个可行的EMC解决方案，着重解决传导超标，纹波过大问题。

传导干扰：开关电源作为干扰源，通过输入端传导发射，输出端传导发射，辐射发射三种方式对外输出干扰信号，铁路机车标准EN50155，对此均有严格要求。

纹波电压：开关电源在工作时，尤其是DC-DC变换，依赖于MOSFET管与肖特基整流的不断开关动作，导致纹波和噪声污染十分严重，对系统造成了严重危害。基于设备可靠运行的要求，数据采集单元对开关电源直流输出有严格要求，比如：纹波电压必须控制在电源电压的1%以内，甚至是10mV。

经过实验验证，开关电源纹波噪声抑制的解决方案完全可行（加入专用滤波器后，传导测试均顺利通过，在此不做过多描述），主要测试设备：ACDC电源，可调负载，毫伏表（或者示波器），网络接收机（带探头），如下图所示：

结论如下：

（1）在开关电源供电入口处，加入匹配的压敏电阻，在浪涌测试时，效果非常理想；

（2）如果传导测试引用Class B级标准时，恰当增加电容C1,C2,C3或者C4,C5,C6也可以通过测试；

（3）ACDC电源，由于开关频率较低，建议C8使用固态电容（电解电容由于性能缺陷，不在本文讨论范围），以22~100uF范围取值为佳；DCDC电源，由于开关频率为200KHz或更高，使用TYJ130P系列滤波器，纹波电压可以减少50%以上。

（4）本方案简单可行，且占用空间极少，其中滤波器TYJ130P高度仅为10.2毫米，最大电流10安培，可轻易装配到PCB板上。