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        開關電源設計如何做到電磁兼容

        電磁兼容三要素是干擾源(騷擾源)、耦合通路和敏感體。切斷以上任何一項都可解決電磁兼容問題,電磁兼容的解決常用的方法主要有屏蔽、接地和濾波。

        深圳開關電源因工作在高電壓大電流的開關工作狀態下,引起電磁兼容性問題的原因是相當復雜的。從整機的電磁性講,主要有共阻抗耦合、線間耦合、電場耦合、磁場耦合及電磁波耦合幾種。共阻耦合主要是騷擾源與受騷擾體在電氣上存在的共同阻抗,通過該阻抗使騷擾信號進入受騷擾體。線間耦合主要是產生騷擾電壓及騷擾電流的導線或PCB線因并行布線而產生的相互耦合。

        電場耦合主要是由于電位差的存在,產生感應電場對受騷擾體產生的場耦合。磁場耦合主要是指在大電流的脈沖電源線附近,產生的低頻磁場對騷擾對象產生的耦合。電磁場耦合主要是由于脈動的電壓或電流產生的高頻電磁波通過空間向外輻射,對相應的受騷擾體產生的耦合。實際上,每種耦合方式是不能嚴格區分的,只是側不同而已。

        在深圳開關電源中,主功率開關管在很高的電壓下,以高頻開關方式工作,開關電壓及開關電流均接近方波,從頻譜分析知,方波信號含有豐富的高次諧波。該高次諧波的頻譜可達方波頻率的1000次以上。同時,由于電源變壓器的漏電感及分布電容以及主功率開關器件的工作狀態非理想,在高頻開或關時,常常產生高頻高壓的尖峰諧波震蕩。該諧波震蕩產生的高次諧波,通過開關管與散熱器間的分布電容傳入內部電路或通過散熱器及變壓器向空間輻射。用于整流及續流的開關二極管,也是產生高頻騷擾的個重要原因。

        因整流及續流二極管工作在高頻開關狀態,二極管的引線寄生電感、結電容的存在以及反向恢復電流的影響,使之工作在很高的電壓及電流變化率下,且產生高頻震蕩。整流及續流二極管般離電源輸出線較近,其產生的高頻騷擾更容易通過直流輸出線傳出。開關電源為了提高功率因數,均采用了有源功率因數校正電路。同時,為了提高電路的效率及可靠性,減少功率器件的電應力,大量采用了軟開關技術。其中零電壓、零電流或零電壓/零電流開關技術應用更為廣泛。該技術極大的降低了開關器件所產生的電磁騷擾。但是,軟開關無損吸收電路多數利用L、C進行能量轉移,利用二極管的單向導電性能實現能量的單向轉換,因此,該諧振電路中的二極管成為電磁騷擾的至大騷擾源。

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