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開關(guān)電源的干擾與抑制涉及到人為和自然因素

作者:深圳市聯(lián)運(yùn)達(dá)電子有限公司 來源:lianyunda 發(fā)布時(shí)間:2015-08-13 瀏覽:2539

開關(guān)電源的干擾與抑制都涉及到人為因素和自然因素
      開關(guān)電源的干擾一般分為兩大類:一是開關(guān)電源內(nèi)部元器件形成的干擾;二是由于外界因素影響而使開關(guān)電源產(chǎn)生的干擾。兩者都涉及到人為因素和自然因素。 
  1.1 開關(guān)電源內(nèi)部干擾 
  開關(guān)電源產(chǎn)生的EMI主要是由基本整流器產(chǎn)生的高次諧波電流干擾和功率變換電路產(chǎn)生的尖峰電壓干擾。 
  1.1.1基本整流器 
  基本整流器的整流過程是產(chǎn)生EMI最常見的原因。這是因?yàn)楣ゎl交流正弦波通過整流后不再是單一頻率的電流,而變成一直流分量和一系列頻率不同的諧波分量,諧波(特別是高次諧波)會(huì)沿著輸電線路產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾和輻射干擾,使前端電流發(fā)生畸變,一方面使接在其前端電源線上的電流波形發(fā)生畸變,另一方面通過電源線產(chǎn)生射頻干擾。 
  1. 1.2功率變換電路 
  功率變換電路是開關(guān)穩(wěn)壓電源的核心,它產(chǎn)帶較寬且諧波比較豐富。產(chǎn)生這種脈沖干擾的主要元器件為 
  1)開關(guān)管開關(guān)管及其散熱器與外殼和電源內(nèi)部的引線間存在分布電容,當(dāng)開關(guān)管流過大的脈沖電流(大體上是矩形波)時(shí),該波形含有許多高頻成份;同時(shí),關(guān)電源使用的器件參數(shù)如開關(guān)功率管的存儲(chǔ)時(shí)間,輸出級(jí)的大電流,開關(guān)整流二極管的反向恢復(fù)時(shí)間,會(huì)造成回路瞬間短路,產(chǎn)生很大短路電流,另外,開關(guān)管的負(fù)載是高頻變壓器或儲(chǔ)能電感,在開關(guān)管導(dǎo)通的瞬間,變壓器初級(jí)出現(xiàn)很大的涌流,造成尖峰噪聲。 
  2)高頻變壓器 開關(guān)電源中的變壓器,用作隔離和變壓,但由于漏感的原因,會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)噪聲;同時(shí),在高頻狀況下變壓器層間的分布電容會(huì)將一次側(cè)高次諧波噪聲傳遞給次級(jí),而變壓器對(duì)外殼的分布電容形成另一條高頻通路,使變壓器周圍產(chǎn)生的電磁場(chǎng)更容易在其他引線上耦合形成噪聲。 
  3)整流二極管二次側(cè)整流二極管用作高頻整流時(shí),由于反向恢復(fù)時(shí)間的因素,往往正向電流蓄積的電荷在加上反向電壓時(shí)不能立即xc(因載流子的存 在,還有電流流過)。一旦這個(gè)反向電流恢復(fù)時(shí)的斜率過大,流過線圈的電感就產(chǎn)生了尖峰電壓,在變壓器漏感和其他分布參數(shù)的影響下將產(chǎn)生較強(qiáng)的高頻干擾,其 頻率可達(dá)幾十MHz。 
  4)電容、電感器和導(dǎo)線開關(guān)電源由于工作在較高頻率,會(huì)使低頻元件特性發(fā)生變化,由此產(chǎn)生噪聲。 
  1.2 開關(guān)電源外部干擾 
  開關(guān)電源外部干擾可以以“共?!被颉安钅!狈绞酱嬖?。干擾類型可以從持續(xù)期很短的尖峰干擾到wq失電之間進(jìn)行變化。其中也包括電壓變化、頻率變化、波形失真、持續(xù)噪聲或雜波以及瞬變等,電源干擾的類型見表1。 
  在表1中的幾種干擾中,能夠通過電源進(jìn)行傳輸并造成設(shè)備的破壞或影響其工作的主要是電快速瞬變脈沖群和浪涌沖擊波,而靜電放電等干擾只要電源設(shè)備本身不產(chǎn)生停振、輸出電壓跌落等現(xiàn)象,就不會(huì)造成因電源引起的對(duì)用電設(shè)備的影響。  
2 開關(guān)電源干擾耦合途徑 
  開關(guān)電源干擾耦合途徑有兩種方式:一種是傳導(dǎo)耦合方式,另一種是輻射耦合方式。 
  2.1 傳導(dǎo)耦合 
  傳導(dǎo)耦合是騷擾源與敏感設(shè)備之間的主要耦合途徑之一。傳導(dǎo)耦合必須在騷擾源與敏感設(shè)備之間存在有完整的電路連接,電磁騷擾沿著這一連接電路從騷擾源傳輸電磁騷擾至敏感設(shè)備,產(chǎn)生電磁干擾。按其耦合方式可分為電路性耦合、電容性耦合和電感性耦合。在開關(guān)電源中,這3種耦合方式同時(shí)存在,互相聯(lián)系。 
  2.1.1電路性耦合 
  電路性耦合是最常見、最簡(jiǎn)單的傳導(dǎo)耦合方式。其又有以下幾種: 
  1)直接傳導(dǎo)耦合導(dǎo)線經(jīng)過存在騷擾的環(huán)境時(shí),即拾取騷擾能量并沿導(dǎo)線傳導(dǎo)至電路而造成對(duì)電路的干擾。 
  2)共阻抗耦合由于兩個(gè)以上電路有公共阻抗,當(dāng)兩個(gè)電路的電流流經(jīng)一個(gè)公共阻抗時(shí),一個(gè)電路的電流在該公共阻抗上形成的電壓就會(huì)影響到另一個(gè)電路,這就是共阻抗耦合。形成共阻抗耦合騷擾的有電源輸出阻抗、接地線的公共阻抗等。 
  2.1.2電容性耦合 
  電容性耦合也稱為電耦合,由于兩個(gè)電路之生的尖峰電壓是一種有較大幅度的窄脈沖,其頻間存在寄生電容,使一個(gè)電路的電荷通過寄生電容影響到另一條支路。 
  2.1.3 電感性耦合 
  電感性耦合也稱為磁耦合,兩個(gè)電路之間存在互感時(shí),當(dāng)干擾源是以電源形式出現(xiàn)時(shí),此電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過互感耦合對(duì)鄰近信號(hào)形成干擾。 
  2.2 輻射耦合 
  通過輻射途徑造成的騷擾耦合稱為輻射耦合。輻射耦合是以電磁場(chǎng)的形式將電磁能量從騷擾源經(jīng)空間傳輸?shù)浇邮芷?。通常存?種主要耦合途徑:天線耦合、導(dǎo)線感應(yīng)耦合、閉合回路耦合和孔縫耦合。 
  2.2.1 天線與天線間的輻射耦合 
  在實(shí)際工程中,存在大量的天線電磁耦合。例如,開關(guān)電源中長(zhǎng)的信號(hào)線、控制線、輸入和輸出引線等具有天線效應(yīng),能夠接收電磁騷擾,形成天線輻射耦合。 
  2.2.2 電磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的感應(yīng)耦合 
  開關(guān)電源的電纜線一般是由信號(hào)回路的連接線、功率級(jí)回路的供電線以及地線一起構(gòu)成,其中每一根導(dǎo)線都由輸入端阻抗、輸出端阻抗和返回導(dǎo)線構(gòu)成一個(gè)回路。因此,電纜線是內(nèi)部電路暴露在機(jī)箱外面的部分,最易受到騷擾源輻射場(chǎng)的耦合而感應(yīng)出騷擾電壓或騷擾電流,沿導(dǎo)線進(jìn)入設(shè)備形成輻射騷擾。 
  2.2.3 電磁場(chǎng)對(duì)閉合回路的耦合 
  電磁場(chǎng)對(duì)閉合回路的耦合是指回路受感應(yīng){zd0}部分的長(zhǎng)度小于波長(zhǎng)的1/4。在輻射騷擾電磁場(chǎng)的頻率比較低的情況下,輻射騷擾電磁場(chǎng)與閉合回路的電磁耦合。 
  2.2.4 電磁場(chǎng)通過孔縫的耦合 
  電磁場(chǎng)通過孔縫的耦合是指輻射騷擾電磁場(chǎng)通過非金屬設(shè)備外殼、金屬設(shè)備外殼上的孔縫、電纜的編織金屬屏蔽體等對(duì)其內(nèi)部的電磁騷擾。 

鄭重聲明:資訊 【開關(guān)電源的干擾與抑制涉及到人為和自然因素】由 深圳市聯(lián)運(yùn)達(dá)電子有限公司 發(fā)布,版權(quán)歸原作者及其所在單位,其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)(企業(yè)庫(kù)www.5ix2s.cn)證實(shí),請(qǐng)讀者僅作參考,并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。若本文有侵犯到您的版權(quán), 請(qǐng)你提供相關(guān)證明及申請(qǐng)并與我們聯(lián)系(qiyeku # qq.com)或【在線投訴】,我們審核后將會(huì)盡快處理。
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