2022年高频开关电源设计方案中的电磁兼容性问题研究 .docx

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1、精品_精品资料_高频开关电源设计中的电磁兼容性问题争论邓重一 罗定职业技术学院电子工程系,广东罗定527200 ）摘要：说明白开关电源的组成及工作原理.从开关电源的各组成部分动身, 分析了电磁扰乱产生的机理,提出了应实行的相应抑制措施.争论了电磁兼容设计中需要加以留意的问题.关键词：开关电源.电磁干扰.抑制措施.电磁兼容0 引言开关电源与线性稳压电源相比,具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范畴宽等很多优点,己被广泛应用于运算机及其外围设备、通信、自动掌握、家用电器等领域.但开关电源的突出缺点是能产生较强的电磁干扰EMI）.EMI信号既具有很宽的频率范畴,又有肯定的幅度,经传导和辐射后 会

2、污染电磁环境,对通信设备和电子产品造成干扰.假如处理不当,开关电源 本身就会变成一个扰乱源.目前,电子产品的电磁兼容性EMC）日益受到重视,抑制开关电源的 EMI,提高电子产品的质量,使之符合EMC标准,已成为电子产品设计者越来越关注的问题.本文就高频开关电源设计中的电磁兼容性 问题进行了探讨.1 开关电源的组成及工作原理1.1 组成开关电源的组成框图如图 1 所示,它由以下几个部分组成：1 ）主电路包括输入滤波器、整流与滤波、逆变、输出整流与滤波.2 ）掌握与爱护电路.3 ）检测与显示电路除了供应爱护电路所需的各种参数外,仍供应各种显示数据.4 ）帮助电源.可编辑资料 - - - 欢迎下载精

3、品_精品资料_图 1开关电源的组成框图1.2 开关稳压电源原理开关稳压电源电路如图 2 所示.图 2 中的开关 K 以肯定的时间间隔重复的接通和断开,在 K 接通时,输入电源 Vin 通过 K和滤波电路供电给负载 RL,当 K断开时,输入电源 Vin 便中断了能量的供应.可见,输入电源向负载供应能量是断续的,为使负载能得到连续的能量供应,开关稳压电源必需要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放.图 2 中,由储能电感 L、滤波电容 C2 和续流二极管 D组成的电路,就具有这种功能.在 AB间的电压平均值 VAB可用式 1）表示.VAB=Vin t on/ T

4、=DVin 1）式中： t on 为 K 导通时间.T为 K工作周期.D为占空比, D=t on/ T.图 2开关稳压电源电路原理图由式1）可知,转变 D,即可转变 VAB.因此,随着负载及输入电源电压的变化调整 D便能使输出电压 Vo 维护不变.这种掌握方法称为时间比率掌握Time Ratio Control,缩写为 TRC）.按 TRC原理,它有 3 种方式：1 ）脉冲宽度调制 Pulse Width Modulation,缩写为 PWM）其开关周期恒定,通过转变脉冲宽度来转变占空比的方式.2 ）脉冲频率调制 Pulse Frequency Modulation,缩写为 PFM）导通脉冲宽

5、度恒定,通过转变开关工作频率来转变占空比的方式.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 ）混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能转变的方式,它是以上二种方式的结合.2 开关电源产生电磁干扰的机理开关电源之所以是一个很强的电磁扰乱源,来源于高频通断的开关器件和输出整流二极管,以及脉冲变压器及滤波电感等.2.1 开关管与整流管开关管、整流管高频通断时所产生的dv/d t 、di /d t 是具有较大辐度的脉冲,频带较宽且谐波丰富,是一个很强的扰乱源.2.2 高频变压器开关管负载为高频变压器初级线圈,在开关管导通瞬时,初级线圈产生很大的涌流,并显现较高的浪涌尖峰电压.在开关

6、管断开瞬时,由于初级线圈的漏磁通,致使一部分能量没有传输到次级线圈,而是通过集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡,叠加在关断电压上,形成关断电压尖峰, 产生与初级线圈接通时一样的磁化冲击电流瞬变,这个噪声会传导到输入、输出端,形成传导扰乱,重者有可能击穿开关管.另外,高频变压器初级线圈、开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能会产生较大的空间辐射,形成辐射扰乱.假如电容滤波容量不足或高频特性不好,电容上的高频阻抗会使高频电流以差模方式传导到沟通电源中形成传导扰乱.需要留意的是,二极管整流电路产生的电磁扰乱中,整流二极管反向复原电流的 |d i /d t | 远比续流二极管反向复原电

7、流的|d i /d t | 大得多.作为电磁扰乱源来争论,整流二极管反向复原电流形成的扰乱强度大,频带宽.但是,整流二极管产生的电压跳变远小于功率开关管导通和关断时产生的电压跳 变.因此,不计整流二极管产生的 |d v/d t | 和|d i /d t | 的影响,而把整流电路当成电磁扰乱耦合通道的一部分来争论也是可以的.2.3 杂散参数影响耦合通道的特性在传导扰乱频段 .假如噪音源内阻是高阻抗的,就EMI滤波器的输入阻抗应当是低阻抗 如容量很大的并联电容 .由于线路阻抗的不平稳,两种重量在传输中会相互转变,情形特别复杂.典型的EMI滤波器包含了共模杂讯和差模杂讯 两部分的抑制电路,如图 3

8、所示.图 3电源滤波器图中：差模抑制电容 Cx1,Cx20.1 0.47 F.差模抑制电感 L1 ,L2100 130H. 共模抑制电容 Cy1,Cy210000pF. 共模抑制电感 L15 25mH.插入损耗的定义如图 4 所示,当没接滤波器时,信号源输出电压为V1, 当滤波器接入后,在滤波器输出端测得信号源的电压为V2.如信号源输出阻抗 与接收机输入阻抗相等,都是 50,就滤波器的插入损耗为I L=20log2）设计时,必需使共模滤波电路和差模滤波电路的谐振频率明显低于开关电源的工作频率,一般要低于 10kHz,即 f =10kHz.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 4插

9、入损耗的定义图 5 是差模与共模干扰的示意图.a）差模干扰 b）共模干扰图 5差模与共模干扰示意图在实际使用中,由于设备所产生的共模和差模的成分不一样,所以,滤波电路可适当增加或削减滤波元件.详细电路的调整一般要经过EMI 试验后才能有中意的结果,安装滤波电路时肯定要保证接的良好,并且输入端和输出端要良好隔离,否就,起不到滤波的成效.图 6 是两种滤波电路,它们的滤波成效如图7 试验曲线所示.a）滤波电路 1上并联 0.01 F 电容.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4 ）在整流二极管管脚上套一小磁珠.5 ）改善屏蔽体的接的.经过上述改进后,该电源就可以通过辐射干扰测试的限值要

10、求.3.3 传导扰乱的解决方法开关电源的传导扰乱通过输入电源线向外传播,既有差模扰乱、又有共模扰乱.传导扰乱的测试频率范畴为0.15 30MHz,限值要求如表 1 所列.表 1传导扰乱限值表电源端口 频率范畴 /MHz 准峰值 dB/ V 平均值 dB/ V 0.15 0.579660.5 3073600.15 0.56656B 级0.5 556465306050A 级在 0.15 1MHz的频率范畴内,扰乱主要以共模的形式存在,在1 10MHz的频率范畴内,扰乱的形式是差模和共模共存,在10MHz以上,扰乱的形式主要以共膜为主.差模扰乱的产生主要是由于开关管工作在开关状态,当 开关管开通时,

11、流过电源线的电流线性上升,开关管关断时电流突变为零,因 此,流过电源线的电流为高频的三角脉动电流,含有丰富的高频谐波重量,随 着频率的上升,该谐波重量的幅度越来越小,因此差模扰乱随频率的上升而降低,输出回路的滤波电路如图 8 所示,电容 C5 与电感 L3 组成低通滤波器,差模传导扰乱主要存在低频率段.图 8输出回路的滤波电路产生共模扰乱的主要缘由是电源与大的 爱护的）之间存在分布电容, 电路中方波电压的高频谐波重量通过分布电容传入大的,与电源线构成回路,产生共模扰乱.如图 8 所示, L、N为电源输入, C1、C2、C3 、C4、C5、L1、L2 组成输入 EMI滤波器, DB1 为整流桥,

12、 VT2 为开关管,开关管安装在散热器上时, 开关管的 D极与散热器相连,与散热器之间形成一个耦合电容,如图8 中的 C7 所示, VT2 工作在开关状态,其 D极的电压为高频方波,方波的频率为开关管的开关频率,方波中的各次谐波就会通过耦合电容、L、N电源线构成回路,产生可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_共模扰乱.电源与大的的分布电容比较分散,难以估算,但从图8 来看, VT2 的D极与散热器之间耦合电容的作用最大,从DB1 到电感 L3 之间的电压为 100Hz,而从 L3 到 VD1 和 VT2 的 D极之间的连线的电压均为方波电压,含有大量的高次谐 波.其次 L3 的影响也

13、比较大,但 L3 与机壳的距离比较远,分布电容比开关管和散热器之间的耦合电容小得多,因此,我们主要考虑开关管与散热器之间的耦合电容.3.4 接的技术的应用 “接的”有设备内部的信号接的和设备接大的,两者概念不同,目的也不同.“的”的经典定义是“作为电路或系统基准的等电位点或平面”.3.4.1 设备的信号接的设备的信号接的,可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接的参考点,它为设备中的全部信号供应了一个公共参考电位.在这里介绍浮的和混合接的,另外,仍有单点接的和多点接的.1 ）浮的采纳浮的的目的是将电路或设备与公共接的系统,或可能引起环流的公共导线隔离开来.浮的仍可以使不同电位间的电路协作变

14、得简洁.实现电路或设备浮的的方法有变压器隔离和光电隔离.浮的的最大优点是抗干扰性能好.浮的的缺点是由于不与公共的相连,简洁在两者间造成静电积存,当电荷积存到肯定程度后,可能引起猛烈的静电放电,而成为破环性很强的扰乱源.一个折衷方案是在浮的与公共的之间跨接一个阻值很大的泄放电阻,用以释放所积存的电荷.留意掌握释放电阻的阻抗,太低的阻抗会影响设备泄漏电流的合格性.2 ）混合接的混合接的使接的系统在低频和高频时出现不同的特性,这在宽带敏锐电路中是必要的.电容对低频和直流有较高的阻抗,因此能够防止两模块之间的的环路形成.当将直流的和射频的分开时,将每个子系统的直流的通过 10100nF 的电容器接到射

15、频的上,这两种的应在一点有低阻抗连接起来,连接点应选在最高翻转速度di/dt信号存在的点.3.4.2 设备接大的在工程实践中,除认真考虑设备内部的信号接的外,通常仍将设备的信号的,机壳与大的连在一起,以大的作为设备的接的参考点.设备接大的的目的是：1 ）保证设备操作人员人身的安全.2 ）泄放机箱上所积存的电荷,防止电荷积存使机箱电位上升,造成电路工作的不稳固.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 ）防止设备在外界电磁环境的作用下使设备对大的的电位发生变化, 造成设备工作的不稳固.由此可见,设备接大的除了是对人员安全、设备安全的考虑外,也是抑制扰乱发生的重要手段.3.5 屏蔽技术抑

16、制开关电源产生扰乱辐射的又一种方法是屏蔽,目的是切断电磁波的传播途径,用电磁屏蔽的方法解决电磁干扰问题不会影响电路的正常工作.它用电导率良好的材料对电场进行屏蔽,用磁导率高的材料对磁场进行屏蔽.为了防止脉冲变压器的磁场泄露,可利用闭合环形成磁屏蔽,另外,仍要对整个开关电源进行电场屏蔽.屏蔽应考虑散热和通风问题,屏蔽外壳上的通风孔最好为圆形多孔,在满意通风的条件下,孔的数量可以多,每个孔的尺寸要尽可能小.接缝处要焊接,以保证电磁通路的连续性,假如采纳螺钉固定,留意螺钉间距要短.屏蔽外壳的引入、引出线处要实行滤波措施,否就,这些会成为扰乱发射天线,严峻降低屏蔽成效.如对电场屏蔽,屏蔽外壳肯定要接的

17、,否就,将起不到屏蔽成效.如对磁场屏蔽,屏蔽外壳就不需接的.对非嵌入的外置式开关电源的外壳肯定要进行电场屏蔽,否就,很难通过辐射扰乱测试.对于开关电源来说,主要是做好机壳屏蔽,高频变压器屏蔽,开关管和整流二极管的屏蔽,采纳光电隔离技术.功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗, 为了散热往往需要安装散热器或直接安装在电源底板上.器件安装时需要用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,开关电源的底板是沟通电源的的线 , 因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到沟通输入端产生共模干扰 , 解决这个问题的方法是采纳两层绝缘片之间夹一层屏蔽片 , 并把屏蔽

18、片接到直流的上 , 割断射频干扰向输入电网传播的途径.为了抑制开关电源产生的辐射电磁干扰对其他电子设备的影响, 可完全依据对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩 , 然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和的连接为一体, 就能对电磁场进行有效的屏蔽.电源某些部分与大的相连可以起到抑制干扰的作用.例如 , 静电屏蔽层接的可以抑制变化电场的干扰.电磁屏蔽用的导体原就上可以不接的 , 但不接的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 , 所以仍以接的为好 , 这样使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用.电路的公共参考点与大的相连 , 可为信号回路供应稳固的参考电位.因此, 系统中的安全爱护的线、屏蔽接的线和

19、公共参考的线各自形成接的母线后, 最终都与大的相连.3.6 元器件布局及印制电路板布线技术开关电源的辐射扰乱与电流通路中的电流大小、通路的环路面积、以及 电流频率的平方的乘积成正比,即辐射扰乱EIAf 2 .运用这一关系的前提是通路尺寸远小于频率的波长.上述关系式说明减小通路面积是减小辐射扰乱的关键,即是说开关电源的元器件彼此要紧密排列.在初级电路中,要求输入端电容、晶体管和变压器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_彼此靠近,且布线紧凑.在次级电路中,要求二极管、变压器和输出端电容彼此贴近.在设计印制电路板时,应尽量将相互关联的元器件摆放在一起,以防止因元器件离的太远而造成印制线过

20、长所带来的干扰.再者将输入信号和输出信 号尽量放置在引线端口邻近,以防止因耦合路径而产生的干扰.在印制板上, 将正负载流导线分别紧靠布在印制板的两面,并设法使之保持平行,由于平行 紧靠的正负载流导体所产生的外部磁场是趋向于相互抵消的.实践证明,印制 板的元器件布置和布线设计对开关电源EMC性能有极大的影响,在高频开关电源中,由于印制板上既有电平为 5V 15V 的小信号掌握线,又有高压电源母线,同时仍有一些高频功率开关、磁性元件,如何在印制板有限的空间内合 理的支配元器件位置,将直接影响到电路中各元器件自身的抗干扰性和电路工 作的牢靠性.另外,切忌两条印制信号线平行走线.假如平行走线无法防止,

21、 可通过以下方法来补救：1 ）在两条信号线之间加一条的线,以起屏蔽作用.2 ）尽量拉开两条平行信号线之间的距离,以降低两线之间电磁场的影响.3 ）使两条平行的信号线流过的电流方向相反.布线间的电磁耦合是通过电场和磁场进行的,因此在布线时,应留意对电场与磁场耦合的抑制.对电场的抑制方法有：1 ）尽量增大线间距离,使电容耦合为最小.2 ）采纳静电屏蔽,屏蔽层要接的.3 ）降低敏锐线路的输入阻抗.对磁场的抑制方法有：1 ）减小扰乱源和敏锐电路的环路面积.2 ）增大线间距离,使耦合扰乱源与敏锐电路间的互感尽可能的小.3 ）最好使扰乱源与敏锐电路呈直角布线,以便大大降低线路间耦合.另外,通过分析印制导线

22、的特性阻抗,来选取印制导线的放置方式、长度、宽度以及布局方式.单根导线的特性阻抗由直流电阻R和自感 L 组成,印制线 l 越短,直流电阻 R就越小.同时增加印制线的宽度和厚度也可降低直流电阻 R.印制线长度 l 越短,自感 L 就越小, 而且增加印制线的宽度b 也可降低自感 L.而多根印制线的特性阻抗除由直流电阻R和自感 L 组成外,仍有互感 M的影响,互感 M除受印制线的长度和宽度影响外,印制线之间距离也起着重要的作用,增大两线的间距可削减互感.针对以上现象,在设计印制电路板时,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_应尽量降低电源线和的线的阻抗,由于电源线、的线和其它印制线都有电感

23、, 当电源电流变化较大时,将会产生较大的压降,而的线压降是形成公共阻抗干扰的重要因素,所以应尽量缩短的线,也可尽量加粗电源线和的线线条.在双面印制板设计中,除尽可能的加粗电源线和的线线条之外,仍应在的线和电源线之间安装高频特性好的去耦电容.4 结语要提高开关频率,提高开关电源产品的质量,电磁兼容性问题必需重点考虑.本文是在分析了干扰产生气理以及经过大量实践的基础上,提出的行之有效的抑制措施.产生开关电源电磁干扰的因素仍很多,抑制电磁干扰仍有大量的工作要做.在设计时,仍要从排除扰乱源和受扰设备之间的耦合和辐射, 切断电磁干扰的传播途径动身,使开关电源的电磁干扰降到最低点.作者简介邓重一1962）

24、,男,学士,副教授.争论方向为检测技术,信号处理, EDA技术,电磁兼容技术.高频开关电源设计中的电磁兼容性问题争论 日期： 2022-11-15来源：电源技术应用作者：邓重一 字体： 大中小摘要： 说明白开关电源的组成及工作原理.从开关电源的各组成部分动身,分析了电磁扰乱产生的机理,提出了应实行的相应抑制措施.争论了电磁兼容设计中需要加以留意的问题.关键词： 开关电源.电磁干扰.抑制措施.电磁兼容引言开关电源与线性稳压电源相比,具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范畴宽等很多优点,己被广泛应用于运算机及其外围设备、通信、自动掌握、家用电器等领域.但开关电源的突出缺点是能产生较强的电磁干扰

25、EMI ）. EMI 信号既具有很宽的频率范围,又有肯定的幅度,经传导和辐射后会污染电磁环境,对通信设备和电子产品造成干扰.假如处理不当,开关电源本身就会变成一个扰乱源.目前,电子产品的电磁兼容性 E可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_MC ）日益受到重视,抑制开关电源的 EMI ,提高电子产品的质量,使之符合 EMC 标准, 已成为电子产品设计者越来越关注的问题.本文就高频开关电源设计中的 电磁兼容性 问题进行了探讨.1 开关电源的组成及工作原理1.1 组成开关电源的组成框图如图1 所示,它由以下几个部分组成：1） 主电路 包括输入滤波器、整流与滤波、逆变、输出整流与滤波.2）

26、掌握与爱护电路.3） 检测与显示电路除了供应爱护电路所需的各种参数外,仍供应各种显示数据.4） 帮助电源.图 21.2 开关稳压电源原理开关稳压电源电路如图2 所示.图 2 中的开关 K 以肯定的时间间隔重复的接通和断开,在 K 接通时,输入电源Vin 通过 K 和滤波电路供电给负载RL ,当 K 断开时,输入电源 Vin 便中断了能量的供应.可见,输入电源向负载供应能量是断续的,为使负载能得到连续的能量供应,开关稳压电源必需要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_起来,在开关断开时,向负载释放.图2 中,由储能电感 L、滤波电容 C2 和

27、续流二极管D 组成的电路,就具有这种功能.在AB 间的电压平均值 VAB 可用式 1 ）表示.VAB=Vinton/T=DVin1） 式中： ton 为 K 导通时间. T 为 K 工作周期.D 为占空比, D=ton/T .由式 1 ）可知,转变 D,即可转变 VAB .因此,随着负载及输入电源电压的变化调整D 便能使输出电压Vo 维护不变.这种掌握方法称为时间比率掌握Time Ratio Control,缩写为 TRC ）.按 TRC 原理,它有 3 种方式：1） 脉冲宽度调制 Pulse Width Modulation,缩写为 PWM ） 其开关周期恒定,通过转变脉冲宽度来转变占空比的

28、方式.2） 脉冲频率调制 Pulse Frequency Modulation,缩写为 PFM ） 导通脉冲宽度恒定,通过转变开关工作频率来转变占空比的方式.3） 混合调制 导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能转变的方式,它是以上二种方式的结合. 图 32 开关电源产生电磁干扰的机理开关电源之所以是一个很强的电磁扰乱源,来源于高频通断的开关器件和输出整流二极管,以及脉冲变压器及滤波电感等.2.1 开关管与整流管开关管、整流管高频通断时所产生的dv/dt 、di/dt 是具有较大辐度的脉冲,频带较宽且谐波丰富,是一个很强的扰乱源.2.2 高频变压器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精

29、品资料_开关管负载为高频变压器初级线圈,在开关管导通瞬时,初级线圈产生很大的涌流, 并显现较高的浪涌尖峰电压.在开关管断开瞬时,由于初级线圈的漏磁通,致使一部分能量没有传输到次级线圈,而是通过集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡, 叠加在关断电压上,形成关断电压尖峰,产生与初级线圈接通时一样的磁化冲击电流瞬 变,这个噪声会传导到输入、输出端,形成传导扰乱,重者有可能击穿开关管.另外,高频变压器初级线圈、开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能会产生较大的空间辐射,形成辐射扰乱.假如电容滤波容量不足或高频特性不好,电容上的高频阻抗会使高频电流以差模方式传导到沟通电源中形成传导扰乱.需

30、要留意的是,二极管整流电路产生的电磁扰乱中,整流二极管反向复原电流的|di/dt| 远比续流二极管反向复原电流的|di/dt| 大得多.作为电磁扰乱源来争论,整流二极管反向复原电流形成的扰乱强度大,频带宽.但是,整流二极管产生的电压跳变远小于功率开关管导通和关断时产生的电压跳变.因此,不计整流二极管产生的|dv/dt| 和|di/dt| 的影响,而把整流电路当成电磁扰乱耦合通道的一部分来争论也是可以的.2.3 杂散参数影响耦合通道的特性在传导扰乱频段 .假如噪音源内阻是高阻抗的,就EMI 滤波器的输入阻抗应当是低阻抗 如容量很大的并联电容.由于线路阻抗的不平稳,两种重量在传输中会相互转变,情形

31、特别复杂.典型的EMI 滤波器包含了共模杂讯和差模杂讯两部分的抑制电路,如图 3 所示.图中：差模抑制电容Cx1 , Cx 20.1 0.47 F.差模抑制电感 L1 ,L2 100 130H.共模抑制电容 Cy1 , Cy2 上并联 0.01 F电容.4） 在整流二极管管脚上套一小磁珠.5） 改善屏蔽体的接的.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_经过上述改进后,该电源就可以通过辐射干扰测试的限值要求.3.3 传导扰乱的解决方法开关电源的传导扰乱通过输入电源线向外传播,既有差模扰乱、又有共模扰乱.传导扰乱的测试频率范畴为0.15 30MHz ,限值要求如表 1 所列.表 1 传导扰

32、乱限值表0.15 0.579660.5 3073600.15 0.566560.5 556465 306050电源端口频率范畴 /MHz准峰值 dB/ V平均值 dB/ VA 级B 级在 0.15 1MHz 的频率范畴内,扰乱主要以共模的形式存在,在1 10MHz 的频率范畴内,扰乱的形式是差模和共模共存,在10MHz 以上,扰乱的形式主要以共膜为主.差模扰乱的产生主要是由于开关管工作在开关状态,当开关管开通时,流过电源线的电流线性上升,开关管关断时电流突变为零,因此,流过电源线的电流为高频的三角脉动电流, 含有丰富的高频谐波重量,随着频率的上升,该谐波重量的幅度越来越小,因此差模扰乱随频率的

33、上升而降低,输出回路的滤波电路如图8 所示,电容 C5 与电感 L3 组成低通滤波器,差模传导扰乱主要存在低频率段.产生共模扰乱的主要缘由是电源与大的爱护的）之间存在分布电容,电路中方波电压的高频谐波重量通过分布电容传入大的,与电源线构成回路,产生共模扰乱.如图8 所示, L、N 为电源输入, C1 、C2 、 C3 、C4 、C5 、L1 、L2 组成输入 EMI 滤波器, DB1 为整流桥, VT2 为开关管,开关管安装在散热器上时,开关管的D 极与散热器相连,与散热器之间形成一个耦合电容,如图8 中的 C7 所示, VT2 工作在开关状态,其D 极的电压为高频方波,方波的频率为开关管的开

34、关频率,方波中的各次谐波就会通过耦合电容、L、N 电源线构成回路,产生共模扰乱.电源与大的的分布电容比较分散,难以估算,但从图8来看, VT2 的 D 极与散热器之间耦合电容的作用最大,从DB1 到电感 L3 之间的电压为 100Hz ,而从 L3 到 VD1 和 VT2 的 D 极之间的连线的电压均为方波电压,含有大量的高次谐波.其次 L3 的影响也比较大,但L3 与机壳的距离比较远,分布电容比开关管和散热器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_之间的耦合电容小得多,因此,我们主要考虑开关管与散热器之间的耦合电容.3.4 接的技术的应用 接的 有设备内部的信号接的和设备接大的,两者

35、概念不同,目的也不同.的的经典定义是 作为电路或系统基准的等电位点或平面.3.4.1 设备的信号接的设备的信号接的,可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接的参考点,它为设备中的全部信号供应了一个公共参考电位.在这里介绍浮的和混合接的,另外,仍有单点接的和多点接的.1） ）浮的采纳浮的的目的是将电路或设备与公共接的系统,或可能引起环流的公共导线隔离开来.浮的仍可以使不同电位间的电路协作变得简洁.实现电路或设备浮的的方法有变压器隔离和光电隔离.浮的的最大优点是抗干扰性能好.浮的的缺点是由于不与公共的相连,简洁在两者间造成静电积存,当电荷积存到肯定程度后,可能引起猛烈的静电放可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电,而成为破环性很强的扰乱源.一个折衷方案是在浮的与公共的之间跨接一个阻值很大的泄放电阻,用以释放所积存的电荷.留意掌握释放电阻的阻抗,太低的阻抗会影响设备