LED灯驱动电路输出电容对电磁干扰的影响

　　电磁干扰是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音，通常由电磁辐射发生源如马达和机器产生的。

　　LED灯驱动电路输出电容对电磁干扰存在影响，可能较少引起人们的注意。我们知道，典型开关稳压电源的输出滤波器至少在结构上类似于不稳压电源中的滤波器。有人设想用较大的电感或电容，甚至电感和电容都用较大数值，就可以大大衰减纹波或噪声。然而，设计中的开关频率、峰值电流和磁饱和限制电感只能在一定范围内选择。输出电容的大小受开关速率限制，但是，由于没有与磁饱和相应的静电参数，所以，为了大大衰减谐波分量和噪声，只能增加电容量。在他励式（而不是自励式）稳压电源中，这一点在一定程度上能够做到，但常常遇到另一个障碍——电解电容的高频性能。

　　首先，在高频工作时，电解电容器不能保持在60Hz或120Hz时的电容量。在常用的50kHz开关频率下，电容器的有效电容比低频时下降很多。当工作频率达到lOOkHz或更高时，根据噪声和开关速率的较高频率分量估计“视在”电容量可能是自欺欺人的。在这种情况下，常用而且很有效的补救办法是在滤波电容器上再并联一只小容量电容器，但不能用电解电容器。如果并上去的仍是电解电容器，由于电容器的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)，不可能得到满意的结果。在开关电源产品中，设计人员一般并不简单地增加并联滤波电容的电容量，而是设法降低滤波电容器的等效串联电阻和等效串联电感。这样，可以使电容器在各种条件下都能充分发挥作用，降低等效串联电阻和等效串联电感还能进一步降低纹波和噪声。采用这种方法比单纯选用低等效串联电阻和等效串联电感的电容器更有效些（为了得到更大的纹波电流的载流能力，也可以采用并联电容的方法）。

　　下图是电解电容器的等效电路及常见的阻抗特性曲线。大约在lokHz以内，这只1600uF的电容器性能从某种意义上仍是理想的，它的容抗是一条斜率恒定的直线（当取对数坐标时　　的曲线形状才会如此）。然而，应当注意，曲线并不是一直沿虚线延续，而是呈V字形。这是因为电容器的等效电路是一个低Ω值串联谐振回路。等效电感是由它的物理结构决定的，当然也包括引线电感。等效串联电阻是由电介质的特性决定的。在大约33kHz的谐振频率下，电容器的阻抗既不呈容性，也不呈感性，而是呈纯电阻特性，这就相当于曲线的水平部分，等效串联电阻也由此而定。

　　从曲线可见，这只电容器的等效串联电阻约为0.007Ω。

　　由下图可见，噪声频率超过33kHz时，电容对它的衰减作用就不如理想的电容器，至少不如没有电感的电容器。如果使等效串联电阻越小，纹波的基波分量幅度就越低。由于杂散电容影响所有电解电容器的电容量，因此，设计工作常常既要靠技术，又要靠折中。遗憾的是，设计人员不能直接从等效串联电阻两端得到取样反馈电压，因此，很难估计反馈回路的相位一增益特性。因为存在不稳定和自激振荡，降低纹波和噪声所希望的误差电压放大倍数也不能准确算出。另外，除某些情况外，要减小杂散电感也是很困难的。应当记住，在开关电源中，如果使用质量低劣的电容器，布线和连线不整齐，都会使纹波和噪声大于计算的数值。

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