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關于開關電源元器件的電磁干擾來源
時間:2021-08-06 08:34:39 點擊次數(shù):1263

有關開關電源元器材電磁干擾的來歷,分為尖峰干擾和諧波干擾,傳導干擾和輻射干擾等,二極管的反向恢復時間引起的干擾,開關管作業(yè)時發(fā)生的諧波干擾等的原因與處理方法。

開關電源元器材電磁干擾的來歷

開關電源發(fā)生的干擾,按噪聲干擾源品種來分,可分為尖峰干擾和諧波干擾兩種;若按耦合通路來分,可分為傳導干擾和輻射干擾兩種。


使電源發(fā)生的干擾不至于對電子體系和電網(wǎng)造成損害的底子方法是削弱噪聲發(fā)生源,或許堵截電源噪聲和電子體系、電網(wǎng)之間的耦合途徑。

功率開關器材的高額開關動作是導致開關電源發(fā)生電磁干擾(EMI)的主要原因。開關頻率的提高一方面減小了電源的體積和重量,另一方面也導致了更為嚴重的EMI問題。

開關電源作業(yè)時,其內(nèi)部的電壓和電流波形都是在十分短的時間內(nèi)上升和下降的,因而,開關電源自身是一個噪聲發(fā)生源。

開關電源發(fā)生的干擾,按噪聲干擾源品種來分,可分為尖峰干擾和諧波干擾兩種;若按耦合通路來分,可分為傳導干擾和輻射干擾兩種。使電源發(fā)生的干擾不至于對電子體系和電網(wǎng)造成損害的底子方法是削弱噪聲發(fā)生源,或許堵截電源噪聲和電子體系、電網(wǎng)之間的耦合途徑。

按噪聲干擾源分類

1、二極管的反向恢復時間引起的干擾

交流輸入電壓經(jīng)功率二極管整流橋變?yōu)檎颐}動電壓,經(jīng)電容平滑后變?yōu)橹绷?,但電容電流的波形不是正弦波而是脈沖波。由電流波形可知,電流中含有高次諧波。很多電流諧波重量流入電網(wǎng),造成對電網(wǎng)的諧波污染。

別的,因為電流是脈沖波,使電源輸入功率因數(shù)降低。

高頻整流回路中的整流二極管正向導通時有較大的正向電流流過,在其受反偏電壓而轉向截止時,因為PN結中有較多的載流子積累,因而在載流子消失之前的一段時間里,電流會反向活動,致使載流子消失的反向恢復電流急劇削減而發(fā)生很大的電流變化(di/dt)

2、開關管作業(yè)時發(fā)生的諧波干擾

功率開關管在導通時流過較大的脈沖電流。

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載時近似為矩形波,其間含有豐厚的高次諧波重量。當采用零電流、零電壓開關時,這種諧波干擾將會很小。別的,功率開關管在截止期間,高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變,也會發(fā)生尖峰干擾。

3、交流輸入回路發(fā)生的干擾

無工頻變壓器的開關電源輸入端整流管在反向恢復期間會引起高頻衰減振動發(fā)生干擾。

開關電源發(fā)生的尖峰干擾和諧波干擾能量,經(jīng)過開關電源的輸入輸出線傳播出去而形成的干擾稱之為傳導干擾;而諧波和寄生振動的能量,經(jīng)過輸入輸出線傳播時,都會在空間發(fā)生電場和磁場。這種經(jīng)過電磁輻射發(fā)生的干擾稱為輻射干擾。

4、其他原因

元器材的寄生參數(shù),開關電源的原理圖規(guī)劃不行完美,印刷線路板(PCB)走線一般采用手工布置,具有很大的隨意性,PCB的近場干擾大,而且印刷板上器材的安裝、放置,以及方位的不合理都會造成EMI干擾。

增加了PCB散布參數(shù)的提取和近場干擾估計的難度。

0.15MHz處發(fā)生的振動是開關頻率的3次諧波引起的干擾。

0.2MHz處發(fā)生的振動是開關頻率的4次諧波和Mosfet振動2190.5KHz)基波的迭加,引起的干擾;所以這部分較強。

0.25MHz處發(fā)生的振動是開關頻率的5次諧波引起的干擾;0.35MHz處發(fā)生的振動是開關頻率的7次諧波引起的干擾;0.39MHz處發(fā)生的振動是開關頻率的8次諧波和Mosfet振動2190.5KHz)基波的迭加引起的干擾1.31MHz處發(fā)生的振動是Diode振動11.31MHz)的基波引起的干擾;3.3MHz處發(fā)生的振動是Mosfet振動13.3MHz)的基波引起的干擾。

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