開關(guān)電源模塊的電磁兼容性

發(fā)布日期：2016-08-04 作者：電源模塊廠家點(diǎn)擊：

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)電源模塊因其相對體積小、服從高、工作可靠等好處開始庖代傳統(tǒng)整流電源而被廣泛應(yīng)用到社會的各個(gè)領(lǐng)域。但因?yàn)殚_關(guān)電源工作頻率高，內(nèi)部產(chǎn)生很快的電流、電壓轉(zhuǎn)變，即dv/dt和di/dt，導(dǎo)致開關(guān)電源模塊將產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波干擾和尖峰干擾，并通過傳導(dǎo)、輻射和串?dāng)_等耦合途徑影響自身電路及其它電子體系的正常工作，當(dāng)然其自己也會受到其它電子設(shè)備電磁干擾的影響。這就是所討論的電磁兼容性題目，也是關(guān)于開關(guān)電源電磁兼容的電磁騷擾EMD與電磁敏感度EMS設(shè)計(jì)題目。因?yàn)閲议_始對部分電子產(chǎn)品強(qiáng)制執(zhí)行3C認(rèn)證，因此一個(gè)電子設(shè)備能否知足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，將關(guān)系到這一產(chǎn)品能否在市場上販賣，所以進(jìn)行開關(guān)電源的電磁兼容性研究顯得特別很是緊張。

電磁兼容學(xué)是一門綜合性學(xué)科，它涉及的理論包括數(shù)學(xué)、電磁場理論、天線與電波傳播、電路理論、旌旗燈號分析、通信理論、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等。

進(jìn)行開關(guān)電源的電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí)，先輩行一個(gè)體系設(shè)計(jì)，明確以下幾點(diǎn)：

1. 明確體系要知足的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)；

2. 確定體系內(nèi)的關(guān)鍵電路部分，包括強(qiáng)干擾源電路、高度敏感電路；

3. 明確電源設(shè)備工作環(huán)境中的電磁干擾源及敏感設(shè)備；

4. 確定對電源設(shè)備所要采取的電磁兼容性措施。

一、DC/DC變換器內(nèi)部噪聲干擾源分析

1．二極管的反向恢復(fù)引起噪聲干擾

在開關(guān)電源中常使用工頻整流二極管、高頻整流二極管、續(xù)流二極管等，因?yàn)檫@些二極管都工作在開關(guān)狀況，如圖所示，在二極管由阻斷狀況到導(dǎo)通工作過程中，將產(chǎn)生一個(gè)很高的電壓尖峰VFP；在二極管由導(dǎo)通狀況到阻斷工作過程中，存在一個(gè)反向恢復(fù)時(shí)間trr，在反向恢復(fù)過程中，因?yàn)槎O管封裝電感及引線電感的存在，將產(chǎn)生一個(gè)反向電壓尖峰VRP，因?yàn)樯僮拥拇鎯εc復(fù)合效應(yīng)，會產(chǎn)生瞬變的反向恢復(fù)電流IRP，這種快速的電流、電壓突變是電磁干擾產(chǎn)生的根源。

2．開關(guān)管開關(guān)動作時(shí)產(chǎn)生電磁干擾

在正激式、推挽式、橋式變換器中，流過開關(guān)管的電流波形在阻性負(fù)載時(shí)近似矩形波，含有雄厚的高頻成分，這些高頻諧波會產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，在反激變換器中，流過開關(guān)管的電流波形在阻性負(fù)載時(shí)近似三角波，高次諧波成分相對較少。開關(guān)管在開通時(shí)，因?yàn)殚_關(guān)時(shí)間很短以及逆變回路中引線電感的存在，將產(chǎn)生很大的 dV/dt突變和很高的尖峰電壓，在開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)，因?yàn)殛P(guān)斷時(shí)間很短，將產(chǎn)生很大的di/dt突變和很高的電流尖峰，這些電流、電壓突變將產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾。

3．電感、變壓器等磁性元件引起的電磁干擾

在開關(guān)電源中存在輸入濾波電感、功率變壓器、隔離變壓器、輸出濾波電感等磁性元件自動化生產(chǎn)線，隔離變壓器初次級之間存在寄生電容，高頻干擾旌旗燈號通過寄生電容耦合到次邊；功率變壓器因?yàn)槔@制工藝等緣故原由，原次邊耦合不理想而存在漏感，漏電感將產(chǎn)生電磁輻射干擾，另外功率變壓器線圈繞組流過高頻脈沖電流，在四周形成高頻電磁場；電感線圈中流過脈動電流會產(chǎn)生電磁場輻射，而且在負(fù)載突切時(shí)，會形成電壓尖峰，同時(shí)當(dāng)它工作在飽和狀況時(shí)，將會產(chǎn)生電流突變，這些都會引起電磁干擾；

4．控制電路中周期性的高頻脈沖旌旗燈號如振蕩器產(chǎn)生的高頻脈沖旌旗燈號等將產(chǎn)生高頻高次諧波，對四周電路產(chǎn)生電磁干擾。

5．此外電路中還會有地環(huán)路干擾、公共阻抗耦合干擾，以及控制電源噪聲干擾等。

6．開關(guān)電源中的布線設(shè)計(jì)特別很是緊張武漢網(wǎng)站建設(shè)，不合理布線將使電磁干擾通過線線之間的耦合電容和分布互感串?dāng)_或輻射到鄰近導(dǎo)線上，從而影響其它電路的正常工作。

7．熱輻射產(chǎn)生的電磁干擾新疆人事考試中心，熱輻射是以電磁波的情勢進(jìn)行熱交換，這種電磁干擾影響其它電子元器件或電路的正常穩(wěn)固工作。

二、外界的電磁干擾

對于某一電子設(shè)備，外界對其產(chǎn)生影響的電磁干擾包括：電網(wǎng)中的諧波干擾、雷電、太陽噪聲、靜電放電，以及四周的高頻發(fā)射設(shè)備引起的干擾。

三、電磁干擾的后果

電磁干擾將造成傳輸旌旗燈號畸變，影響設(shè)備的正常工作。對于雷電、靜電放電等高能量的電磁干擾，緊張時(shí)會損壞設(shè)備。而對于某些設(shè)備，電磁輻射會引起緊張信息的走漏。

四、開關(guān)電源的電磁兼容設(shè)計(jì)

了解了開關(guān)電源內(nèi)部及外部電磁干擾源后，我們還應(yīng)知道，形成電磁干擾機(jī)理的三要素是還有傳播途徑和受擾設(shè)備。因此開關(guān)電源的電磁兼容設(shè)計(jì)重要從以下三個(gè)方面入手：

1、減小干擾源的電磁干擾能量；

2、切斷干擾傳播途徑；

3、進(jìn)步受擾設(shè)備的抗干擾能力。

精確了解和把握開關(guān)電源的電磁干擾源及其產(chǎn)生機(jī)理和干擾傳播途徑，對于采取何種抗干擾措施以使設(shè)備知足電磁兼容要求特別很是緊張。因?yàn)楦蓴_源有開關(guān)電源內(nèi)部產(chǎn)生的干擾源和外部的干擾源，而且可以說干擾源無法消弭，受擾設(shè)備也總是存在，因此可以說電磁兼容題目總是存在。