本文摘要:开关电源适用于功率半导体器件,是集成了电力转换技术、电子电磁技术、自动控制技术等的电力电子产品。

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开关电源适用于功率半导体器件,是集成了电力转换技术、电子电磁技术、自动控制技术等的电力电子产品。由于具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、工作顺利、安全可靠、稳定范围长等优点,被广泛应用于计算机、通信、电子设备、工业自动控制、国防、家电设备等领域。

但是,开关电源是过渡性地呼吁的,难以产生电磁干扰(EMD ),EMI信号占很长的频率范围,具有一定的宽度。这些EMI信号通过传导和电磁辐射方式污染电磁环境,对通信设备和电子设备造成障碍,因此在某种程度上允许使用开关电源。1开关电源引起电磁干扰的原因电磁干扰(EMI )是电子系统或分系统意想不到的电磁干扰引起的性能伤害。

这由三个基本要素组成。干扰源,即产生电磁干扰能量的设备。

藕合路径,即传输电磁干扰的路径或介质脆弱的设备,即不受电磁干扰伤害的设备、设备、按系统或系统。在此基础上,抑制电磁干扰的基本措施是诱导干扰源、切断灾害路径、减少对脆弱设备故障的呼吁或减少电磁敏感性水平。

根据开关电源的工作原理,开关电源首先将商用交流电力整流为直流电力,然后直流电源是高频交流电力,最后经过整流平滑输入,得到顺畅的直流电力。在电路中,功率晶体管、二极管主要在电源管的状态下工作,以微秒级工作。晶体管、二极管在一口气旋转的过程中,下降、下降时间内电流变化大,不易产生射频能量,构成干扰源。另外,变压器的漏电感和输入二极管的反向恢复电流引起的尖峰也不构成潜在的电磁干扰。

开关电源一般在高频状态下动作,频率在02kHz以上,因此其分布电容不可忽视。另外一方面,散热片和电源管集电电极间的绝缘片由于识别面积小,绝缘片薄,所以两者间的分布电容在高频时不能忽视,高频电流不会经由分布电容流向散热片上,而是流向壳体,共模千干另一方面,在脉冲变压器的初级之间不存在分布电容器,使初级绕组电压为次级绕组带来必要的灾害,次级绕组不进行直流输入的两条电源线产生共模故障。因此,开关电源的噪声源主要集中在电压、电流变化大,例如电源管、二极管、高频变压器等元件、交流胜者、整流输入电路部分。

2引起开关电源电磁干扰的措施一般来说,开关电源EMI的控制主要使用滤波技术、密封技术、密封技术、短路技术等。EMI抑制根据传播路径分为传导抑制和电磁辐射抑制。开关电源主要是传导故障,频率范围最长,约为10kHz到30MHz。

诱导传导抑制的对策基本上通过10kHz一150kHz、150kHz一10MHz、10MHz以上的3个频带解决问题。在10khz-150khz的范围内主要是常态故障,通常使用标准化的LC滤波器来解决问题。在150khz-10mhz范围内主要是共模故障,一般使用共模感应滤波器解决问题。

10MHz以上频带的对策是滤波器外形的改良和电磁屏蔽对策。2.1使用交流输出EMI滤波器的一般阻碍电流在导线上传输时,有共模方式和差动模式方式两种方式。

共模故障是承载流体与大地之间的故障:故障的大小和方向完全一致,不存在于电源的任何比较大地或中线对大地之间,主要由du/dt产生,di/dt也产生一定的共模故障。另一方面,差动模式故障是装载流体之间的故障,故障大小,方向被忽略,不存在于电源相线和中线及相线和相线之间。

在阻碍电流在导线上的传输时,共模方式可以频繁出现,也可以频繁出现差动模式。但是,共模抑制电流只有在变成差动模式抑制电流后,才能在简单的信号中包含抑制。

交流电源获胜线上存在这两个故障,一般是低频差动模式故障和低频共模故障。一般差动模式的阻碍幅度小,频率低,阻碍小。共模抑制幅度大,频率低,也可以通过导线产生电磁辐射,抑制小。

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使用交流电源的输入侧终端所需的EMI滤波器,可以有效地感应电磁干扰。电源线EMI滤波器基本原理是图1右图,差动模式电容器C1、C2用于使差动模式抑制电流短路,中间接线短路电容器C3、C4用于使共模抑制电流短路。共模扼流圈由两股等细、同方向卷绕在一个磁芯上的线圈构成。

如果两个线圈之间的磁耦合非常紧密,漏电感不会变小,在电源线频率范围内劣化模电抗不会变小。当阻抗电流流过共模扼流线圈时,由串联连接在相线上的线圈产生的磁力线和由串联连接在中线上的线圈产生的磁力线的方向被忽视,它们被磁芯相互抵消。因此,即使在大阻抗电流的情况下,磁芯也会处于饱和状态。

另一方面,共模干扰电流如果两个线圈产生的磁场为同方向,则不显示小电感,而作为波动共模干扰信号发挥作用。这里共模扼流圈使用磁导率低、频率特性更好的铁氧体磁性材料。

电源线滤波器基本电路图2.2利用吸取电路提高电源波形的电源管或二极管,在开通和逆变器的过程中,不存在变压器的漏电感和线路电感,因此二极管的存储电容和分布电容由电源管的集电极、分布电容。

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