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高频开关电源的基础电路结构及电磁骚扰
时间:2021-01-11 13:08:43 点击次数:26

高频开关电源自身存在的电磁骚扰(EMI)问题如果处理不好,不仅容易对电网造成污染,直接影响其他用电设备的正常工作,而且传入空间也易形成电磁污染,由此产生了高频开关电源的电磁兼容(EMC)问题。

 

高频开关电源的电路结构

高频开关电源的主拓扑电路原理,如图1所示。

 

 

2高频开关电源电磁骚扰源的分析

在图1a电路中的整流器、功率管Q1,在图1b电路中的功率管Q2Q5、高频变压器T1、输出整流二极管D1D2都是高频开关电源工作时产生电磁骚扰的主要骚扰源,具体分析如下。

1)整流器整流过程产生的高次谐波会沿着电源线产生传导骚扰和辐射骚扰。

2)开关功率管工作在高频导通和截止的状态,为了降低开关损耗,提高电源功率密度和整体效率,开关管的打开和关断的速度越来越快,一般在几微秒,开关管以这样的速度打开和关断,形成了浪涌电压和浪涌电流,会产生高频高压的尖峰谐波,对空间和交流输入线形成电磁骚扰。

3)高频变压器T1进行功率变换的同时,产生了交变的电磁场,向空间辐射电磁波,形成了辐射骚扰。变压器的分布电感和电容产生振荡,并通过变压器初次级之间的分布电容耦合到交流输入回路,形成传导骚扰。

4)在输出电压比较低的情况下,输出整流二极管工作在高频开关状态,也是一种电磁骚扰源。

由于二极管的引线寄生电感、结电容的存在以及反向恢复电流的影响,使之工作在很高的电压和电流变化率下,二极管反向恢复的时间越长,则尖峰电流的影响也越大,骚扰信号就越强,由此产生高频衰减振荡,这是一种差模传导骚扰。

所有产生的这些电磁信号,通过电源线、信号线、接地线等金属导线传输到外部电源形成传导骚扰。通过导线和器件辐射或通过充当天线的互连线辐射的骚扰信号造成辐射骚扰。

 

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