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怎么按捺开关电源的搅扰?

引言开关电源作为电子设备的供电装置,具有体积小、重量轻、效率高等优点,在数字电路中得到了广泛的应用,然而由于工作在高频开关状态,属于强干扰源,其本身产生的干扰直接危害着电子设备的正常工作。因此,抑制开

  导言

  开关电作为电子设备的供电设备,具有体积小、重量轻、功率高级长处,在数字电路中得到了广泛的运用,但是因为作业在高频开关情况,归于强搅扰源,其自身发生的搅扰直接危害着电子设备的正常作业。因而,按捺开关电源自身的电磁噪声,一起进步其对电磁搅扰的抗扰性,以确保电子设备可以长时刻安全可靠地作业,是开发和规划开关电源的一个重要课题。

  1 开关电源搅扰的发生

  开关电源的搅扰一般分为两大类:一是开关电源内部元器材构成的搅扰;二是因为外界要素影响而使开关电源发生的搅扰。两者都涉及到人为要素和天然要素。

  1.1 开关电源内部搅扰

  开关电源发生的EMI首要是由根本整流器发生的高次谐波电流搅扰和功率改换电路发生的尖峰电压搅扰。

  1.1.1根本整流器

  根本整流器的整流进程是发生EMI最常见的原因。这是因为工频沟通正弦波经过整流后不再是单一频率的电流,而变成一直流重量和一系列频率不同的谐波重量,谐波(特别是高次谐波)会沿着输电线路发生传导搅扰和辐射搅扰,使前端电流发生畸变,一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸变,另一方面经过电源线发生射频搅扰。

  1.1.2功率改换电路

  功率改换电路是开关稳压电源的中心,它产带较宽且谐波比较丰富。发生这种脉冲搅扰的首要元器材为

  1)开关管开关管及其散热器与外壳和电源内部的引线间存在散布电容,当开关管流过大的脉冲电流(大体上是矩形波)时,该波形含有许多高频成份;一起,关电源运用的器材参数如开关功率管的存储时刻,输出级的大电流,开关整流二极管的反向康复时刻,会构成回路瞬间短路,发生很大短路电流,别的,开关管的负载是高频变压器或储能电感,在开关管导通的瞬间,变压器初级呈现很大的涌流,构成尖峰噪声。

  2)高频变压器 开关电源中的变压器,用作阻隔和变压,但因为漏感的原因,会发生电磁感应噪声;一起,在高频情况下变压器层间的散布电容会将一次侧高次谐波噪声传递给次级,而变压器对外壳的散布电容构成另一条高频通路,使变压器周围发生的电磁场更简略在其他引线上耦合构成噪声。

  3)整流二极管二次侧整流二极管用作高频整流时,因为反向康复时刻的要素,往往正向电流积蓄的电荷在加上反向电压时不能当即消除(因载流子的存在,还有电流流过)。一旦这个反向电流康复时的斜率过大,流过线圈的电感就发生了尖峰电压,在变压器漏感和其他散布参数的影响下将发生较强的高频搅扰,其频率可达几十MHz。

  4)电容、电感器和导线开关电源因为作业在较高频率,会使低频元件特性发生改变,由此发生噪声。

  1.2 开关电源外部搅扰

  开关电源外部搅扰可以以“共模”或“差模”方法存在。搅扰类型可以从继续期很短的尖峰搅扰到彻底失电之间进行改变。其间也包含电压改变、频率改变、波形失真、继续噪声或杂波以及瞬变等,电源搅扰的类型见表1。

  在表1中的几种搅扰中,可以经过电源进行传输并构成设备的损坏或影响其作业的首要是电快速瞬变脉冲群和浪涌冲击波,而静电放电等搅扰只需电源设备自身不发生停振、输出电压下跌等现象,就不会构成因电源引起的对用电设备的影响。

  2 开关电源搅扰耦合途径

  开关电源搅扰耦合途径有两种方法:一种是传导耦合方法,另一种是辐射耦合方法。

  2.1 传导耦合

  传导耦合是打扰源与灵敏设备之间的首要耦合途径之一。传导耦合必须在打扰源与灵敏设备之间存在有完好的电路衔接,电磁打扰沿着这一衔接电路从打扰源传输电磁打扰至灵敏设备,发生电磁搅扰。按其耦合方法可分为电路性耦合、电容性耦合和电理性耦合。在开关电源中,这3种耦合方法一起存在,互相联系。

  2.1.1电路性耦合

  电路性耦合是最常见、最简略的传导耦合方法。其又有以下几种:

  1)直接传导耦合导线经过存在打扰的环境时,即拾取打扰能量并沿导线传导至电路而构成对电路的搅扰。

  2)共阻抗耦合因为两个以上电路有公共阻抗,当两个电路的电流流经一个公共阻抗时,一个电路的电流在该公共阻抗上构成的电压就会影响到另一个电路,这便是共阻抗耦合。构成共阻抗耦合打扰的有电源输出阻抗、接地线的公共阻抗等。

  2 1.2电容性耦合

  电容性耦合也称为电耦合,因为两个电路之生的尖峰电压是一种有较大起伏的窄脉冲,其频间存在寄生电容,使一个电路的电荷经过寄生%&&&&&%影响到另一条支路。

  2.1.3 电理性耦合

  电理性耦合也称为磁耦合,两个电路之间存在互感时,当搅扰源是以电源方式呈现时,此电流所发生的磁场经过互感耦合对附近信号构成搅扰。

  2.2 辐射耦合

  经过辐射途径构成的打扰耦合称为辐射耦合。辐射耦合是以电磁场的方式将电磁能量从打扰源经空间传输到接受器。一般存在4种首要耦合途径:天线耦合、导线感应耦合、闭合回路耦合和孔缝耦合。

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