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开关电源的干扰源,开关电源EMI技术介绍
时间:2022-01-08 08:53:34 点击次数:589


开关电源干扰

从EMI产生的影响出发,都提出了许多有用有价值的方案。这儿分析与比较了几种有用的方案,并为开关电源EMI的仰制方法提出新的参看建议。开关电源电磁干扰的产生机理开关电源产生的干扰,按噪声干扰源品种来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。现在按噪声干扰源来分别阐明:


1、二极管的反向恢复时间引起的干扰

高频整流回路中的整流二极管正导游通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子堆集,因此在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向活动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧削减而产生很大的电流改变(di/dt)。


2、开关管作业时产生的谐波干扰

功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其间含有丰盛的高次谐波分量。当选用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。其他,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流骤变,也会产生尖峰干扰。


3、交流输入回路产生的干扰

无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振动产生干扰。开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,经过开关电源的输入输出线传达出去而构成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振动的能量,经过输入输出线传达时,都会在空间产生电场和磁场。这种经过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。


4、其他原因

元器件的寄生参数,开关电源的原理图规划不够完美,印刷线路板(PCB)走线一般选用手艺安顿,具有很大的随意性,PCB的近场干扰大,并且印刷板上器件的设备、放置,以及方位的不合理都会形成EMI干扰。


开关电源EMI的特征

作为作业于开关状况的能量转化设备,开关电源的电压、电流改变率很高,产生的干扰强度较大;干扰源首要会集在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器,相对于数字电路干扰源的方位较为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹),首要的干扰方法是传导干扰和近场干扰;而印刷线路板(PCB)走线一般选用手艺布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估量的难度。


EMI测验技能

现在确诊差模共模干扰的三种方法:射频电流探头、差模仰制网络、噪声分别网络。用射频电流探头是测量差模共模干扰最简略的方法,但测量结果与规范限值比较要经过较凌乱的换算。差模仰制网络结构比较简略,测量结果可直接与规范限值比较,但只能测量共模干扰。噪声分别网络是最理想的方法,但其要害部件变压器的制造要求很高。


现在仰制干扰的几种方法

构成电磁干扰的三要素是干扰源、传达途径和受扰设备。因此,仰制电磁干扰也应该从这三方面着手。首先应该仰制干扰源,直接消除干扰原因;其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,堵截电磁干扰的传达途径;第三是前进受扰设备的抗扰才能,减低其对噪声的敏感度。现在仰制干扰的几种方法基本上都是用堵截电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道,它们确是行之有用的方法。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。


选用屏蔽技能能够有用地仰制开关电源的电磁辐射干扰。

例如,功率开关管和输出二极管一般有较大的功率损耗,为了散热往往需求设备散热器或直接设备在电源底板上。器件设备时需求导热性能好的绝缘片进行绝缘,这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容,开关电源的底板是交流电源的地线,因此经过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰,处理这个问题的方法是选用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断了射频干扰向输入电网传达的途径。为了仰制开关电源产生的辐射,电磁干扰对其他电子设备的影响,可彻底依照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与体系的机壳和地连接为一体,就能对电磁场进行有用的屏蔽。电源某些部分与大地相连能够起到仰制干扰的作用。例如,静电屏蔽层接地能够仰制改变电场的干扰;电磁屏蔽用的导体原则上能够不接地,但不接地的屏蔽导体常常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应,所以仍以接地为好,这样使电磁屏蔽能一同发挥静电屏蔽的作用。电路的公共参看点与大地相连,可为信号回路供给安稳的参看电位。因此,体系中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参看地线各自构成接地母线后,毕竟都与大地相连.在电路体系规划中应遵从“一点接地”的原则,如果构成多点接地,会呈现闭合的接地环路,当磁力线穿

过该回路时将产生磁感应噪声,实际上很难实现“一点接地”。因此,为下降接地阻抗,消除分布电容的影响而采纳平面式或多点接地,利用一个导电平面(底板或多层印制板电路的导电平面层等)作为参看地,需求接地的各部分就近接到该参看地上。为进一步减小接地回路的压降,可用旁路电容削减回来电流的幅值。在低频和高频共存的电路体系中,应分别将低频电路、高频电路、功率电路的地线独自连接后,再连接到公共参看点上。滤波是仰制传导干扰的一种很好的方法。例如,在电源输入端接上滤波器,能够仰制开关电源产生并向电网反馈的干扰,也能够仰制来自电网的噪声对电源自身的侵害。在滤波电路中,还选用很多专用的滤波元件,如穿心电容器、三端电容器、铁氧体磁环,它们能够改进电路的滤波特性。恰当地规划或挑选滤波器,并正确地设备和运用滤波器,是抗干扰技能的重要组成部分。EMI滤波技能是一种仰制尖脉冲干扰的有用方法,能够滤除多种原因产生的传导干扰。



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