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开关电源EMI产生及抑制(一)
来源: | 作者:成良智能科技 | 发布时间: 1114天前 | 680 次浏览 | 分享到:

开关电源它拥有体积小、重量轻、效率比较高等特点,广泛地运通信、自动控制、家用电器、计算机等电子设备中。但是,它的缺点是开关电源如果是在高频条件下工作,就是产生非常强的电磁干扰,经传导以及辐射周围电磁环境,然后电子设备造成一定的影响。本文将会从开关电源的电路结构以及器件进行一个分析,由此探讨了电磁干扰产生的机理以及它的抑制方法。

1.开关电源电磁干扰产生的理由

开关电源的电磁干扰,如果是耦合途径来分类的话,可分为传导干扰以及辐射干扰两种。按噪声干扰源的话则成这两大类:一类就是外部噪声,比如说是通过电网传输过来的共模以及差模干扰、外部电磁辐射对开关电源控制电路的干扰等;另一类是开关电源自身产生的电磁干扰,开关电源开关管、整流管的电流尖峰产生的谐波及电磁辐射干扰。其中外部噪声产生的影响可以通过电源滤波器进行衰减这些在本文不做讨论,仅仅是讨论开关电源自身产生的电磁噪声。

我们在其中输入与整流滤波部分、高频逆变部分、输出整流以及滤波部分是产生开关电源电磁干扰的主要来源。我们在下面通过对各部分电压以及电流波形的分析,述开关电源电磁噪声它所产生的原因。

2.工频整流器引起的电磁噪声

一般开关电源容式滤波,在输入整流滤波部分电磁噪声主要是由通过整流过程中造成的电流尖峰以及电压波动引起的。正弦波电源经过的时候会经由开关电源滤波器进行差模、共模信号衰减后,由整流桥整流、电解电容滤波,得到的电压作为高频逆变部分的输入电压。因为开关电源滤波电容的存在,使整流器不纯整流那样一组开通半个周期,而是只在正弦电压高于电容电压进行导通,这样造成电流波形十分陡峭,并且电压波形变得平缓。

我们根据Fourier级数,图中的电流、电压波形可分解为直流分量以及一系列频率为基波频率整数倍的正弦交流分量和。我们通过电磁场理论以及试验结果可以表明,谐波会产生传导干扰以及辐射干扰。可以通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰,在空间产生电场、磁场向外辐射产生的干扰则被称之为辐射干扰。