电子镇流器的防电磁干扰设计方案

4 电子镇流器电磁干扰的抑制措施

4.1传导干扰的抑制措施
1）合理接地
传导干扰是通过电子镇流器的公共接地线以及接地网络中的公共阻抗产生的。应该合理安排接地，地线尽量短，而且输入地和输出地分开，使用独立地线并联一点的接地方式，这样可以防止各个地之间的传导耦合，减少控制信号之间的干扰。外壳接地可以实现对电场的屏蔽，用屏蔽削弱对内外电路的干扰。例如电源的相线及中线通过Y电容接外壳及大地，可以减小系统的传导干扰噪声。

2）在直流供电电路中加去耦电路
在开关管供电电路中加RC去耦电路，使开关管开通瞬间所需的电流不再由电源提供，而由去耦电容为器件提供一个电流补偿源，以减少电源及接地系统中所引起的电流波动而形成的噪声。此外，在电子镇流器的半桥逆变电路中，半桥中点到地之间所接的电容，可以减小△U/△t及△I/△t，有助于抑制电磁干扰噪声。

3）采用无源滤波器
采用无源的EMI滤波器是抑制传导干扰最有效的办法。即在电路中插入一个带通滤波器，让50 Hz交流电畅通，其余频率的信号受阻。但要严格控制滤波器LC元件的寄生参数，它们的制作工艺、安装位置、走线方式，都会影响EMI滤波效果。加接图1所示的滤波电路，可以控制通过传导耦合进入电网的噪声电平。

图1 EMI滤波器电路

滤波器的输出端与噪声源相接，而输入端则与电网相接，目的是防止各种高频及瞬态噪声通过传导方式进入电网。滤波器抑制电磁噪声的效果，可由插入损耗来衡量：插入损耗越大，滤波效果越好，对传导干扰的抑制作用越大。

传导干扰主要表现为差模干扰和共模干扰。

（1）共模干扰抑制

图2 带共模扼流圈的滤波器

共模扼流圈是共模插入损耗中起主导作用的电感元件。根据电磁感应原理，在图2中，由于共模电流（I_cm和I‘_cm）方向相同，所以在磁环中所形成的磁力线是相互叠加的，即磁通相互叠加。由于磁通Ф=LI，故共模扼流圈的总电感L=(Ф₁+Ф₂)/I_cm。若将共模扼流圈串在电路中，则相当于在电路中串入了一个低通滤波元件，起到了共模抑制作用。

（2）差模干扰抑制
差模扼流圈是差模插入损耗中起主导作用的电感元件。它采用单个绕组结构绕制，其线上的信号电流在磁环中也产生一定量的磁通，故很容易达到饱和。因此差模扼流圈电感值较小，数量级一般在μH。共模扼流圈在一个磁心上采用两个相同绕组的结构，两个绕组电流方向相反，其信号电流在磁环中产生的磁通相互抵消，故不会存在磁饱和现象。因此其电感值可以较大，共模磁环的数量级一般在mH。

图3 带差模扼流圈的滤波器

根据电磁感应原理，在图3中，由于差模电流（I_dm和I‘_dm）的作用，在磁环中产生磁通，因而产生电感，所以在电路中串入了一个低通滤波元件，从而起到了差模抑制作用。当然，由于Icm同样会产生磁通，进而产生电感，所以差模扼流圈对共模干扰同样有抑制，但抑制共模干扰需要产生较大的电感，而差模扼流圈产生的电感量较小，所以对共模干扰的抑制作用较小。

同样，根据电磁感应原理，由于差模电流（I_dm和I‘_dm）方向相反，所以在磁环中所形成的磁力线是相互抵消的，即磁通相互抵消，因此共模扼流圈对差模电流五抑制作用。在实际生产中，由于两条线（1和2）不可能做到完全平衡（引线长度和漏感的不完全对称），所以存在不平衡电感L_e，L_e的值一般小于L/100。因此，共模扼流圈对差模干扰也起作用，但作用很小。

上述无源EMI滤波器是互易的，它既能抑制电子镇流器的电磁干扰送入电网，又能抑制电网内的电磁干扰进入电子镇流器中。

带共模电感的EMI滤波器的元件参数，不能按没有互感的滤波器所得到的公式进行计算。通常要先决定所采用的电路结构，然后利用共模等效电路，用网络分析理论，求出它的共模插入损耗。

4.2辐射干扰的抑制措施
1）屏蔽
电子镇流器虽然自身产生辐射干扰，并且输出导线和灯管也产生辐射电磁干扰，但可以通过将电子镇流器装进带有接地点的金属屏蔽外壳，连同灯具金属壳体可靠接地的方法解决。屏蔽是减少辐射干扰最有效的办法。

2）隔离
电子镇流器内部电路产生的辐射干扰，在电路周围以电 磁场的形式，通过电磁耦合对其它线路形成干扰。防止这种干扰最简单有效的方法是将电子镇流器与其它线路隔离开来，切断或削弱它们之间的电磁耦合。隔离的原则和方法是：

（1）干扰线路和其它线路尽可能不要平行排列；
（2）敏感线路与一般线路如平行排列，其间距应大于50 mm；
（3）电源馈线与信号线应予隔离。

4.3 谐波干扰的抑制措施
抑制电流谐波含量与降低灯电流波峰系数往往是相互矛盾的，这两个参数之间的矛盾可以采用有源功率因数校正技术解决。但是，采用PFC的电子镇流器，当插入EMI滤波器网络后，可能会对输入电流谐波总量（THD）、输入功率因数（PF）和灯电流波峰比（CF）等技术指标有一定影响。