開(kāi)關(guān)電源電磁干擾機(jī)理與抑制措施
開(kāi)關(guān)電源電磁攪擾按捺的意圖是使商品在一定的電磁環(huán)境下遭到電磁攪擾時(shí)，無(wú)功能的下降或毛病，能作業(yè)正常，一起對(duì)電磁環(huán)境不構(gòu)成污染。
一、開(kāi)關(guān)電源電磁攪擾的發(fā)生機(jī)理
開(kāi)關(guān)電源發(fā)生的攪擾，按噪聲攪擾源品種來(lái)分，可分為尖峰攪擾和諧波攪擾兩種。若按耦合通路來(lái)分，可分為傳導(dǎo)攪擾和輻射攪擾兩種�，F(xiàn)在按噪聲攪擾源來(lái)別離闡明；
1、二極管的反向康復(fù)時(shí)間導(dǎo)致的攪擾
高頻整流回路中的整流二極管正導(dǎo)游通時(shí)有較大的正向電流流過(guò)，在其受反偏電壓而轉(zhuǎn)向截止時(shí)，因?yàn)閜n結(jié)中有較多的載流子積累，因而在載流子不見(jiàn)之前的一段時(shí)間里，電流會(huì)反向活動(dòng)，致使載流子不見(jiàn)的反向康復(fù)電流急劇減少而發(fā)作很大的電流改變(di／dt)。
2開(kāi)關(guān)管作業(yè)時(shí)發(fā)生的諧波攪擾
功率開(kāi)關(guān)管在導(dǎo)通時(shí)流過(guò)較大的脈沖電流。例如正激型，推挽型和橋式變換器的輸入電流波形在阻性負(fù)載時(shí)近似為矩形波，其中富含豐厚的高次諧波重量。當(dāng)選用零電流、零電壓開(kāi)關(guān)時(shí)，這種諧波攪擾將會(huì)很小。別的，功率開(kāi)關(guān)管在截止期間，高頻變壓器繞組漏感導(dǎo)致的電流驟變，也會(huì)發(fā)生尖峰攪擾。
3溝通輸入回路發(fā)生的攪擾
無(wú)工頻變壓器的開(kāi)關(guān)電源輸入端整流管在反向康復(fù)期間會(huì)導(dǎo)致高頻衰減振動(dòng)發(fā)生攪擾。
開(kāi)關(guān)電源發(fā)生的尖峰攪擾和諧波攪擾能量，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電源的輸入輸出線(xiàn)傳達(dá)出去而構(gòu)成的攪擾稱(chēng)之為傳導(dǎo)攪擾；而諧波和寄生振動(dòng)的能量，經(jīng)過(guò)輸入輸出線(xiàn)傳達(dá)時(shí)，都會(huì)在空間發(fā)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)。這種經(jīng)過(guò)電磁輻射發(fā)生的攪擾稱(chēng)為輻射攪擾。
4、別的要素
元器材的寄生參數(shù)，開(kāi)關(guān)電源的原理圖規(guī)劃不行完美，打印線(xiàn)路板(pcb)走線(xiàn)一般選用手藝布置，具有很大的隨意性，pcb的近場(chǎng)攪擾大，并且打印板上器材的裝置、放置，以及方位的不合理都會(huì)構(gòu)成emi攪擾。
二、電磁攪擾的有關(guān)理論
1、開(kāi)關(guān)電源的首要電磁攪擾源
開(kāi)關(guān)電源中的電磁攪擾源首要有開(kāi)關(guān)器材、二極管和非線(xiàn)性無(wú)源元件。在開(kāi)關(guān)電源中，印制板布線(xiàn)不妥也是導(dǎo)致電磁攪擾的一個(gè)首要因數(shù)。
1.1開(kāi)關(guān)電路發(fā)生的電磁攪擾
對(duì)開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)電路發(fā)生的電磁攪擾是其首要攪擾源之一。開(kāi)關(guān)電路是開(kāi)關(guān)電源的中心，首要由開(kāi)關(guān)管和高額變壓器構(gòu)成。他發(fā)生的dv／dt具有較大的脈沖，頻帶較寬且諧波豐厚。這種脈沖攪擾發(fā)生的首要要素是：
(1)開(kāi)關(guān)管負(fù)載為高頻變壓器初級(jí)線(xiàn)圈，是理性負(fù)載。在開(kāi)關(guān)導(dǎo)通剎那間，初級(jí)線(xiàn)圈發(fā)生很大的涌流，并在初級(jí)線(xiàn)圈的兩頭呈現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓．在開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)剎那間，因?yàn)槌跫?jí)線(xiàn)圈的漏磁通，致使一有些能量沒(méi)有從一次線(xiàn)圈傳輸?shù)蕉尉�(xiàn)圈，儲(chǔ)藏在電感中的這有些能量將和集電極電路中的電容、電阻構(gòu)成帶有尖峰的衰減振動(dòng)，疊加在關(guān)斷電壓上，構(gòu)成關(guān)斷尖峰電壓。
這種電源電壓中止會(huì)發(fā)生與初級(jí)線(xiàn)圈接通時(shí)相同的磁化沖擊電流瞬變，這個(gè)噪聲會(huì)傳導(dǎo)到輸入輸出端，構(gòu)成傳導(dǎo)攪擾，重者有也許擊穿開(kāi)關(guān)管。
(2)脈沖變壓器初級(jí)線(xiàn)圈，開(kāi)關(guān)管和濾波電容構(gòu)成的高頻開(kāi)關(guān)電流環(huán)路也許發(fā)生較大的空間輻射，構(gòu)成輻射攪擾，假如電容濾波容量缺乏或高頻特性欠好，電容上的高頻阻抗會(huì)使高頻電流以差模方式傳導(dǎo)到溝通電源中構(gòu)成傳導(dǎo)攪擾。
1.1.2二極管整流電路發(fā)生的電磁攪擾
主電路中整流二極管發(fā)生的反向康復(fù)電流的1di／dt1遠(yuǎn)比續(xù)流二極管康復(fù)電流Idi／dtl小得多。作為電磁攪擾源來(lái)研討，整流二極管反向康復(fù)電流構(gòu)成的攪擾強(qiáng)度大，頻帶寬。整流二極管發(fā)生的電壓跳變遠(yuǎn)小于電源中的功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)發(fā)生的電壓跳變。因而，不計(jì)整流二極管發(fā)生的Idv／dtI和Idi／dtl的影響，而把整流電路當(dāng)成電磁攪擾耦合通道的一有些來(lái)研討也是可以的。
2、開(kāi)關(guān)電源電磁攪擾的耦合通道
開(kāi)關(guān)電源經(jīng)過(guò)耦合通道對(duì)自身發(fā)生攪擾。一般多選用差模和共模攪擾加以分析。
“共模攪擾”是指攪擾巨細(xì)和方向共同，其存在于電源任何一相對(duì)大地，或中線(xiàn)對(duì)大地間。共模攪擾也稱(chēng)縱模攪擾、不對(duì)稱(chēng)攪擾或接地?cái)嚁_。是載流體與大地之間的攪擾。
“差模攪擾”是指攪擾巨細(xì)持平，方向相反，其存在于電源相線(xiàn)與中線(xiàn)之間。差模攪擾也稱(chēng)常模攪擾、橫模攪擾或?qū)ΨQ(chēng)攪擾。·這是載流體之間的攪擾。
共模攪擾闡明晰攪擾是由輻射或串?dāng)_耦合到電路中的。而差模攪擾則闡明晰攪擾是源于同一條電路的。一般這兩種攪擾是一起存在的，因?yàn)榫�(xiàn)路阻抗的不平衡，兩種攪擾在傳輸中還會(huì)互相轉(zhuǎn)化．所以狀況非常復(fù)雜。
三、按捺攪擾的幾種方法
構(gòu)成電磁攪擾的三要素是攪擾源、傳達(dá)路徑和受擾設(shè)備。因而，按捺電磁攪擾也應(yīng)當(dāng)從這3方面著手。首要應(yīng)當(dāng)按捺攪擾源，直接消除攪擾要素，其次是消除攪擾源和受擾設(shè)備之間的耦合和輻射，堵截電磁攪擾的傳達(dá)路徑；第三是進(jìn)步受擾設(shè)備的抗擾能力，減低其對(duì)噪聲的敏感度。現(xiàn)在按捺攪擾的幾種方法基本上都是用堵截電磁攪擾源和受擾設(shè)備之間的耦合通道，它們確是卓有成效的方法。常用的方法是屏蔽、接地和濾波。
選用屏蔽技能可以有用地按捺開(kāi)關(guān)電源的電磁輻射攪擾。例如，功率開(kāi)關(guān)管和輸出二極管一般有較大的功率損耗，為了散熱往往需求裝置散熱器或直接裝置在電源底板上。器材裝置時(shí)需求導(dǎo)熱功能好的絕緣片進(jìn)行絕緣．這就使器材與底板和散熱器之間發(fā)生了分布電容，開(kāi)關(guān)電源的底板是溝通電源的地線(xiàn)，因而經(jīng)過(guò)器材與底板之間的分布電容將電磁攪擾耦合到溝通輸入端發(fā)生共模攪擾，處理這個(gè)疑問(wèn)的方法是選用兩層絕緣片之間夾一層屏蔽片，并把屏蔽片接到直流地上，割斷了射頻攪擾向輸入電網(wǎng)傳達(dá)的路徑。為了按捺開(kāi)關(guān)電源發(fā)生的輻射，電磁攪擾對(duì)別的電子設(shè)備的影響，可徹底依照對(duì)磁場(chǎng)屏蔽的方法來(lái)加工屏蔽罩，然后將整個(gè)屏蔽罩與體系的機(jī)殼和地銜接為一體，就能對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行有用的屏蔽。電源某些有些與大地相連可以起到按捺攪擾的效果。例如，靜電屏蔽層接地可以按捺改變電場(chǎng)的攪擾。
電磁屏蔽用的導(dǎo)體準(zhǔn)則上可以不接地，但不接地的屏蔽導(dǎo)體時(shí)常增強(qiáng)靜電耦合而發(fā)生所謂“負(fù)靜電屏蔽”效應(yīng)。所以仍以接地為好，這么使電磁屏蔽能一起表現(xiàn)靜電屏蔽的效果。電路的公共參閱點(diǎn)與大地相連，可為信號(hào)回路供給安穩(wěn)的參閱電位。因而，體系中的安全維護(hù)地線(xiàn)、屏蔽接地線(xiàn)和公共參閱地線(xiàn)各自構(gòu)成接地母線(xiàn)后，終究都與大地相連．
在電路體系規(guī)劃中應(yīng)遵循。一點(diǎn)接地”的準(zhǔn)則，假如構(gòu)成多點(diǎn)接地，會(huì)呈現(xiàn)閉合的接地環(huán)路，當(dāng)磁力線(xiàn)穿過(guò)該回路時(shí)將發(fā)生磁感應(yīng)噪聲，實(shí)際上很難完成“一點(diǎn)接地”。因而，為下降接地阻抗，消除分布電容的影響而采納平面式或多點(diǎn)接地．使用一個(gè)導(dǎo)電平面(底板或多層印制板電路的導(dǎo)電平面層等)作為參閱地。需求接地的各有些就近接到該參閱地上。為進(jìn)一步減小接地回路的壓降，可用旁路電容減少返回電流的幅值。在低頻和高頻共存的電路體系中，應(yīng)別離將低頻電路、高頻電路、功率電路的地線(xiàn)獨(dú)自銜接后，再銜接到公共參閱點(diǎn)上。
濾波是按捺傳導(dǎo)攪擾的一種極好的方法。例如，在電源輸入端接上濾波器，可以按捺開(kāi)關(guān)電源發(fā)生并向電網(wǎng)反應(yīng)的攪擾．也可以按捺來(lái)自電網(wǎng)的噪聲對(duì)電源自身的損害。在濾波電路中，還選用許多專(zhuān)用的濾波元件，如穿心電容器、三端電容器、鐵氧體磁環(huán)，它們可以改進(jìn)電路的濾渡特性。恰當(dāng)?shù)匾?guī)劃或選擇濾波器，并正確地裝置和使用濾波器，是抗攪擾技能的主要構(gòu)成有些。
發(fā)生開(kāi)關(guān)電源電磁攪擾的要素還許多，按捺電磁攪擾還有很多的作業(yè)。全部按捺開(kāi)關(guān)電源的各種噪聲會(huì)使開(kāi)關(guān)電源得到更廣泛的使用。
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