淺析開關電源產生電磁幹擾問題
發布時間:2013-03-26 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】開關電源產生的幹擾,按噪聲幹擾源種類來分,可分為尖峰幹擾和諧波幹擾兩種;若按耦合通路來分,可(ke)分(fen)為(wei)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)和(he)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)兩(liang)種(zhong)。使(shi)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)不(bu)至(zhi)於(yu)對(dui)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)和(he)電(dian)網(wang)造(zao)成(cheng)危(wei)害(hai)的(de)根(gen)本(ben)辦(ban)法(fa)是(shi)削(xue)弱(ruo)噪(zao)聲(sheng)發(fa)生(sheng)源(yuan),或(huo)者(zhe)切(qie)斷(duan)電(dian)源(yuan)噪(zao)聲(sheng)和(he)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)、電網之間的耦合途徑。
功率開關器件的高額開關動作是導致開關電源產生電磁幹擾(EMI)的主要原因。開關頻率的提高一方麵減小了電源的體積和重量,另一方麵也導致了更為嚴重的EMI問wen題ti。開kai關guan電dian源yuan工gong作zuo時shi,其qi內nei部bu的de電dian壓ya和he電dian流liu波bo形xing都dou是shi在zai非fei常chang短duan的de時shi間jian內nei上shang升sheng和he下xia降jiang的de,因yin此ci,開kai關guan電dian源yuan本ben身shen是shi一yi個ge噪zao聲sheng發fa生sheng源yuan。開kai關guan電dian源yuan產chan生sheng的de幹gan擾rao,按an噪zao聲sheng幹gan擾rao源yuan種zhong類lei來lai分fen,可分為尖峰幹擾和諧波幹擾兩種;若按耦合通路來分,可(ke)分(fen)為(wei)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)和(he)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)兩(liang)種(zhong)。使(shi)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)不(bu)至(zhi)於(yu)對(dui)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)和(he)電(dian)網(wang)造(zao)成(cheng)危(wei)害(hai)的(de)根(gen)本(ben)辦(ban)法(fa)是(shi)削(xue)弱(ruo)噪(zao)聲(sheng)發(fa)生(sheng)源(yuan),或(huo)者(zhe)切(qie)斷(duan)電(dian)源(yuan)噪(zao)聲(sheng)和(he)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)、電網之間的耦合途徑。現在按噪聲幹擾源來分別說明:
二極管的反向恢複時間引起的幹擾
jiaoliushurudianyajinggonglverjiguanzhengliuqiaobianweizhengxianmaidongdianya,jingdianrongpinghuahoubianweizhiliu,dandianrongdianliudeboxingbushizhengxianboershimaichongbo。youdianliuboxingkezhi,dianliuzhonghanyougaocixiebo。daliangdianliuxiebofenliangliurudianwang,zaochengduidianwangdexiebowuran。lingwai,youyudianliushimaichongbo,shidianyuanshurugonglvyinshujiangdi。
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,由於PNjiezhongyoujiaoduodezailiuzijilei,yinerzaizailiuzixiaoshizhiqiandeyiduanshijianli,dianliuhuifanxiangliudong,zhishizailiuzixiaoshidefanxianghuifudianliujijujianshaoerfashenghendadedianliubianhua(di/dt)。
開關管工作時產生的諧波幹擾
功率開關管在導通時流過較大的脈衝電流。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,其中含有豐富的高次諧波分量。當采用零電流、零電壓開關時,這種諧 波幹擾將會很小。另外,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,也會產生 尖峰幹擾。
交流輸入回路產生的幹擾
wugongpinbianyaqidekaiguandianyuanshuruduanzhengliuguanzaifanxianghuifuqijianhuiyinqigaopinshuaijianzhendangchanshengganrao。kaiguandianyuanchanshengdejianfengganraohexieboganraonengliang,tongguokaiguandianyuandeshurushuchuxianchuanbochuquerxingchengdeganraochengzhiweichuandaoganrao;而諧波和寄生振蕩的能量,通過輸入輸出線傳播時,都會在空間產生電場和磁場。這種通過電磁輻射產生的幹擾稱為輻射幹擾。

圖題:開關電源原理圖
其他原因
元器件的寄生參數,開關電源的原理圖設計不夠完美,印刷線路板(PCB)走線通常采用手工布 置,具有很大的隨意性,PCB的近場幹擾大,並且印刷板上器件的安裝、放置,以及方位的不合理都會造成EMI幹擾。這增加了PCB分布參數的提取和近場幹擾估計的難度。
0.15 MHz處產生的振蕩是開關頻率的3次諧波引起的幹擾。
0.2 MHz處產生的振蕩是開關頻率的4次諧波和Mosfet 振蕩2(190.5KHz)基波的迭加,引起的幹擾;所以這部分較強。
0.25 MHz處產生的振蕩是開關頻率的5次諧波引起的幹擾;
0.35 MHz處產生的振蕩是開關頻率的7次諧波引起的幹擾;
0.39 MHz處產生的振蕩是開關頻率的8次諧波和Mosfet 振蕩2(190.5KHz)基波的迭加引起的幹擾;
1.31MHz處產生的振蕩是Diode 振蕩1(1.31MHz)的基波引起的幹擾;
3.3 MHz處產生的振蕩是Mosfet 振蕩1(3.3MHz)的基波引起的幹擾。
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