開關電源模塊的電磁兼容性

發布日期：2016-08-04 作者：電源模塊廠家點擊：

隨著電力電子技術的發展，開關電源模塊因其相對體積小、服從高、工作可靠等好處開始庖代傳統整流電源而被廣泛應用到社會的各個領域。但因為開關電源工作頻率高，內部產生很快的電流、電壓轉變，即dv/dt和di/dt，導致開關電源模塊將產生較強的諧波干擾和尖峰干擾，并通過傳導、輻射和串擾等耦合途徑影響自身電路及其它電子體系的正常工作，當然其自己也會受到其它電子設備電磁干擾的影響。這就是所討論的電磁兼容性題目，也是關于開關電源電磁兼容的電磁騷擾EMD與電磁敏感度EMS設計題目。因為國家開始對部分電子產品強制執行3C認證，因此一個電子設備能否知足電磁兼容標準，將關系到這一產品能否在市場上販賣，所以進行開關電源的電磁兼容性研究顯得特別很是緊張。

電磁兼容學是一門綜合性學科，它涉及的理論包括數學、電磁場理論、天線與電波傳播、電路理論、旌旗燈號分析、通信理論、材料科學、生物醫學等。

進行開關電源的電磁兼容性設計時，先輩行一個體系設計，明確以下幾點：

1. 明確體系要知足的電磁兼容標準；

2. 確定體系內的關鍵電路部分，包括強干擾源電路、高度敏感電路；

3. 明確電源設備工作環境中的電磁干擾源及敏感設備；

4. 確定對電源設備所要采取的電磁兼容性措施。

一、DC/DC變換器內部噪聲干擾源分析

1．二極管的反向恢復引起噪聲干擾

在開關電源中常使用工頻整流二極管、高頻整流二極管、續流二極管等，因為這些二極管都工作在開關狀況，如圖所示，在二極管由阻斷狀況到導通工作過程中，將產生一個很高的電壓尖峰VFP；在二極管由導通狀況到阻斷工作過程中，存在一個反向恢復時間trr，在反向恢復過程中，因為二極管封裝電感及引線電感的存在，將產生一個反向電壓尖峰VRP，因為少子的存儲與復合效應，會產生瞬變的反向恢復電流IRP，這種快速的電流、電壓突變是電磁干擾產生的根源。

2．開關管開關動作時產生電磁干擾

在正激式、推挽式、橋式變換器中，流過開關管的電流波形在阻性負載時近似矩形波，含有雄厚的高頻成分，這些高頻諧波會產生很強的電磁干擾，在反激變換器中，流過開關管的電流波形在阻性負載時近似三角波，高次諧波成分相對較少。開關管在開通時，因為開關時間很短以及逆變回路中引線電感的存在，將產生很大的 dV/dt突變和很高的尖峰電壓，在開關管的關斷時，因為關斷時間很短，將產生很大的di/dt突變和很高的電流尖峰，這些電流、電壓突變將產生很強的電磁干擾。

3．電感、變壓器等磁性元件引起的電磁干擾

在開關電源中存在輸入濾波電感、功率變壓器、隔離變壓器、輸出濾波電感等磁性元件自動化生產線，隔離變壓器初次級之間存在寄生電容，高頻干擾旌旗燈號通過寄生電容耦合到次邊；功率變壓器因為繞制工藝等緣故原由，原次邊耦合不理想而存在漏感，漏電感將產生電磁輻射干擾，另外功率變壓器線圈繞組流過高頻脈沖電流，在四周形成高頻電磁場；電感線圈中流過脈動電流會產生電磁場輻射，而且在負載突切時，會形成電壓尖峰，同時當它工作在飽和狀況時，將會產生電流突變，這些都會引起電磁干擾；

4．控制電路中周期性的高頻脈沖旌旗燈號如振蕩器產生的高頻脈沖旌旗燈號等將產生高頻高次諧波，對四周電路產生電磁干擾。

5．此外電路中還會有地環路干擾、公共阻抗耦合干擾，以及控制電源噪聲干擾等。

6．開關電源中的布線設計特別很是緊張武漢網站建設，不合理布線將使電磁干擾通過線線之間的耦合電容和分布互感串擾或輻射到鄰近導線上，從而影響其它電路的正常工作。

7．熱輻射產生的電磁干擾新疆人事考試中心，熱輻射是以電磁波的情勢進行熱交換，這種電磁干擾影響其它電子元器件或電路的正常穩固工作。

二、外界的電磁干擾

對于某一電子設備，外界對其產生影響的電磁干擾包括：電網中的諧波干擾、雷電、太陽噪聲、靜電放電，以及四周的高頻發射設備引起的干擾。

三、電磁干擾的后果

電磁干擾將造成傳輸旌旗燈號畸變，影響設備的正常工作。對于雷電、靜電放電等高能量的電磁干擾，緊張時會損壞設備。而對于某些設備，電磁輻射會引起緊張信息的走漏。

四、開關電源的電磁兼容設計

了解了開關電源內部及外部電磁干擾源后，我們還應知道，形成電磁干擾機理的三要素是還有傳播途徑和受擾設備。因此開關電源的電磁兼容設計重要從以下三個方面入手：

1、減小干擾源的電磁干擾能量；

2、切斷干擾傳播途徑；

3、進步受擾設備的抗干擾能力。

精確了解和把握開關電源的電磁干擾源及其產生機理和干擾傳播途徑，對于采取何種抗干擾措施以使設備知足電磁兼容要求特別很是緊張。因為干擾源有開關電源內部產生的干擾源和外部的干擾源，而且可以說干擾源無法消弭，受擾設備也總是存在，因此可以說電磁兼容題目總是存在。

本文網址：http://guidui.com.cn/news/354.html

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