12V电路电源设计：挑战和降低EMI的技巧

在电路设计每个电路电源设计必不可缺少的一部分中，在PCB上设计专用的12V电源。确实有现成的电源模块，在主电路旁边构建一个电源模块通常更经济，更节省空间。

建立12V电源

如果您正在使用警报系统，数据采集或音频接口等商业产品，则通常会将12V电源连接到主控制模块。大多数系统将输入的AC转换为12V DC，然后再进一步降低至5V，3.3V或1.8V。
构建12V电源似乎是一项简单的任务，但是如果您忽略了一些重要的观点，则可能会遇到一些意想不到的问题。通常，您可以通过12V电源的线性或开关模式操作对其进行分类。
线性12V电源易于构建，因为它涉及变压器，二极管桥电路，12V直流稳压器和旁路电容器，以最大程度地减小电压波动。直流稳压器的选择决定了电源可以处理的输出负载。
尽管易于构建12V的直流电源，但在驱动大负载时效率极低。当负载电流增加时，调节器会释放出大量热量。在此，开关电源通常是更好的选择。
顾名思义，开关电源（SMPS）具有电源管理IC，该电源管理IC通过高频开关来改变直流电压的状态。因此，12V SMPS电源效率更高，但代价是增加了EMI辐射的风险。

保护12V电源

12V电源是第一个与电源接触的模块。这意味着，如果不加以保护，则在瞬态电涌的情况下很有可能遭到损坏。保险丝和压敏电阻通常放置在电源的电源输入处，以提供过流和过压保护。
防止电源输出因负载短路而损坏也很重要。如果电流超过输出的最大限制，则保险丝很容易断开连接。

最小化12V电源的EMI

如果您要设计线性12V电源，则无需担心EMI。但是，在处理SMPS时，需要考虑EMI。我曾经因第三方开关电源发出的辐射而无法通过CE测试。
EMI辐射发生在电流环路上，电压在通断状态之间切换。通常可以追溯到电源管理IC的输入引脚，接地引脚和连接两者的电容器。为了使辐射最小化，建议在电流回路的相对PCB层上放置一个镜平面或走线。保持电流环路尽可能小也很重要。
开关电压的快速上升时间导致更高的辐射。在电源管理IC的启动引脚上增加一个与电容器串联的电阻可以增加上升时间，从而减少EMI辐射。但是，您不应过度使用此措施，因为这样会降低SMPS的效率并导致散热问题。
充分利用12V电源输出端的电容器将稳定电压并减少噪声潜入负载电路的机会。开关IC上的反馈引脚对噪声非常敏感，应屏蔽电路上的嘈杂节点。
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