眾所周知
，開關電(dian)源(yuan)與(yu)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)相(xiang)比(bi)有(you)許(xu)多(duo)優(you)點(dian)，最(zui)突(tu)出(chu)的(de)就(jiu)是(shi)其(qi)效(xiao)率(lv)高(gao)。高(gao)效(xiao)率(lv)又(you)帶(dai)來(lai)或(huo)造(zao)成(cheng)了(le)其(qi)他(ta)的(de)許(xu)多(duo)優(you)點(dian)。但(dan)是(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)又(you)有(you)一(yi)個(ge)突(tu)出(chu)的(de)缺(que)點(dian)，就(jiu)是(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)中(zhong)尖(jian)刺(ci)形(xing)成(cheng)分(fen)很(hen)大(da)，簡(jian)稱(cheng)尖(jian)刺(ci)很(hen)大(da)。

 

尖刺大造成了許多問題，它對輸入電網和輸出負載形成了高頻躁擾，影響負載和其它設備的工作。

 

這就在許多領域中限製了它的應用。本文論述如何利用諧振現象
，以一個簡單的處理方法，達到減小尖刺的目的。

 

 

原來，實際上能做出來的電感
、電容元件和安裝電路
，自身總存在一定的分布電容和分布電感。

 

它(ta)們(men)組(zu)成(cheng)了(le)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)的(de)電(dian)路(lu)，有(you)一(yi)個(ge)或(huo)幾(ji)個(ge)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)點(dian)，在(zai)迂(yu)到(dao)同(tong)頻(pin)率(lv)的(de)電(dian)壓(ya)諧(xie)波(bo)時(shi)，就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)衰(shuai)減(jian)振(zhen)蕩(dang)
，第(di)一(yi)個(ge)正(zheng)半(ban)波(bo)就(jiu)是(shi)尖(jian)刺(ci)。在(zai)實(shi)際(ji)中(zhong)，分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)大(da)約(yue)在(zai)幾(ji)個(ge)PF以下
，分布電感大約在幾個MH以下。這種諧振頻率大約處於OMc以(yi)上(shang)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)。由(you)於(yu)濾(lv)波(bo)電(dian)路(lu)接(jie)受(shou)的(de)是(shi)方(fang)波(bo)形(xing)的(de)電(dian)壓(ya)，而(er)這(zhe)種(zhong)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)含(han)有(you)很(hen)豐(feng)富(fu)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)的(de)幅(fu)值(zhi)比(bi)較(jiao)大(da)。在(zai)現(xian)在(zai)常(chang)用(yong)的(de)設(she)計(ji)中(zhong)，開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)基(ji)波(bo)頻(pin)率(lv)一(yi)般(ban)定(ding)在(zai)30至300Kc範圍內
，那麼在10Mc以上範圍的高次諧波就會有較大的幅值，因此形成尖刺幾乎是必然的。開關電源是由開關管產生占空比可變的方波電壓
，然後通過LC電感電容濾波電路變成平直的直流輸出電壓，上麵疊加著尖刺。問題在於
，這種尖刺很難被濾除掉。這與電壓的大小、安裝電路的形狀等有關
，一般在幾十mV至一百多mV。

 

 

怎樣才能減小尖刺、使(shi)它(ta)處(chu)於(yu)幾(ji)毫(hao)伏(fu)甚(shen)至(zhi)小(xiao)於(yu)一(yi)毫(hao)伏(fu)呢(ne)，從(cong)以(yi)上(shang)工(gong)業(ye)科(ke)技(ji)發(fa)展(zhan)分(fen)析(xi)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，在(zai)濾(lv)波(bo)環(huan)節(jie)上(shang)下(xia)功(gong)夫(fu)難(nan)以(yi)有(you)很(hen)大(da)的(de)效(xiao)果(guo)，因(yin)為(wei)要(yao)消(xiao)除(chu)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)電(dian)感(gan)是(shi)做(zuo)不(bu)到(dao)的(de)。

 

采用多級濾波雖能減小尖剌，但使係統不穩定
，容易造成自激。

 

可以在削弱開關波形的高次諧波幅值上想辦法。在富利葉級數展開後，可以看出：方波高次諧波的幅值是與次數成反比，

 

An=K/n

 

n是諧波次數
，K是常數。

 

三角波高次諧波的幅值是與次數的平方成反比
，

 

An=K/n2.

 

這就是說，三角波與方波相比，其高次諧波的幅值要小得多。

 

為了更切合實際，我們再來看看梯形波的情況。

 

梯形波的高次諧波幅值與次數的關係是：An=K/（n2―c）。

 

c是另一個常數，與梯形二邊斜度有關。

 

也就是說，梯形波的高次諧波在次數較大（十幾次以上）時

，基本上也是與次數平方成反比。

 

這(zhe)樣(yang)看(kan)來(lai)，如(ru)果(guo)將(jiang)方(fang)波(bo)的(de)前(qian)後(hou)沿(yan)變(bian)緩(huan)，其(qi)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)幅(fu)值(zhi)就(jiu)會(hui)小(xiao)很(hen)多(duo)，對(dui)減(jian)小(xiao)尖(jian)刺(ci)很(hen)有(you)利(li)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)用(yong)減(jian)小(xiao)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)開(kai)關(guan)速(su)度(du)來(lai)減(jian)緩(huan)前(qian)後(hou)沿(yan)，這(zhe)個(ge)方(fang)法(fa)雖(sui)簡(jian)單(dan)
，但(dan)是(shi)管(guan)耗(hao)急(ji)劇(ju)上(shang)升(sheng)
，失(shi)去(qu)了(le)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)損(sun)耗(hao)低(di)的(de)優(you)點(dian)，難(nan)以(yi)取(qu)得(de)理(li)想(xiang)的(de)效(xiao)果(guo)，在(zai)實(shi)際(ji)上(shang)行(xing)不(bu)通(tong)。下(xia)圖(tu)是(shi)一(yi)個(ge)典(dian)型(xing)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)損(sun)耗(hao)與(yu)開(kai)關(guan)時(shi)間(jian)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi)曲(qu)線(xian)。開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)為(wei)25Kc.可以看出，開關時間加大到1HS（lOOOnS）以上時，管耗將急劇上升。而1MS以上的開關時間
，才能有效地減小尖刺。一般開關時間都在200nS以下。而開關頻率大有升高的趨勢

，達lKc以上，此法就更行不通了。

 

技術的發展要求我們解決既不增加損耗而又能有效地減小尖刺這一難題。

 

經jing過guo反fan複fu研yan究jiu和he試shi驗yan發fa現xian
，可ke以yi利li用yong諧xie振zhen現xian象xiang本ben身shen來lai解jie決jue由you它ta帶dai來lai的de這zhe個ge尖jian刺ci問wen題ti。在zai開kai關guan管guan和he濾lv波bo器qi之zhi間jian插cha入ru一yi個ge諧xie振zhen電dian路lu
，它ta的de諧xie振zhen頻pin率lv設she計ji在zai開kai關guan頻pin率lv的de10倍左右
，約2Mc，這樣到達濾波器的電壓波形是一個方波疊加上一個衰減正弦波。

 

該gai正zheng弦xian波bo的de頻pin率lv就jiu是shi這zhe個ge諧xie振zhen電dian路lu的de頻pin率lv，由you於yu其qi頻pin率lv不bu高gao，很hen容rong易yi被bei後hou麵mian的de濾lv波bo器qi濾lv除chu。尖jian刺ci可ke以yi小xiao到dao理li想xiang的de程cheng度du。在zai示shi波bo器qi上shang可ke以yi觀guan察cha到dao，開kai關guan波bo形xing的de前qian後hou沿yan是shi衰shuai減jian正zheng弦xian波bo的de前qian後hou半ban波bo，因yin此ci不bu陡dou。這zhe個ge諧xie振zhen電dian路lu也ye采cai用yongLC電路，損耗極小。而開關管仍保持高速開關工作，管耗依然很低。這個方法效果很好，在實驗室研製的實驗用電源中，尖刺小到5mV的水平。

 

經過精細調整的電源中，尖刺可小到用5mV/格的示波器不能觀測出來。

 

 

xiezhenxianxiangshiyigehenyouyisidedianxuexianxiang
，yingyongdehao，keyizaikeyanheshengchanzhongjiejuexuduonanti，qudeshangjiadexiaoguo。benwenlunshudejiushitazaikaiguandianyuanzhongdeyigechenggongdeyingyong。

 

在既不減少效率又不明顯增加成本體積的前提下，有效地減小尖刺
，提高了開關電源的品質。