高性能舰载绘图机多输出稳压电源设计

③Vin5 V（8～10 V）：易选用升压模块。缺点是与5 V共用输入。但由于有5 V稳压器，因此不会影响5 V。

综上所述，24 V方案：次级绕组＋整流＋滤波＋集成三端稳压器。

30 V方案1：次级绕组＋整流滤波＋集成三端稳压器。多了一个次级绕组及整流桥，但各路独立，易于维护，负荷均匀。适于不调压方案。

30V方案2：Vin5(8-10V)+DC-DC升压。适于调压方案。缺点：升压模块较为专用。

3　EMI设计

EMI设计方案如图1所示。

（1）输入端使用EMI电源滤波器

为了提高性能，使用三环路EMI滤波器（双CM＋单DM）。

滤波器在实际运用中存在效果相差很多的现象，特别发生在重载情况下。造成这一问题的主要原因可能是滤波器中的电感器件在重载和满载时，产生饱和现象，其中尤以有差模电感的滤波器为多。因差模电感要流过电源火线或零线中的全部工作电流，如果差模电感设计不当，电流一大，就很容易饱和，可使用非饱和铁粉芯。滤波器的工作原理是在射频电磁波的传输路径上形成很大的特性阻抗不连续，将射频电磁波中的大部分能量反射回源处。大多数滤波器的性能是在源和负载阻抗均为50的条件下测得的，滤波器的性能在实际情况下不可能达到最佳。

两级或更多级的滤波器，可以使内部接点保持在相对稳定的阻抗上，因此对负载及源的阻抗依赖不是很大，可以提供接近50／50指标的性能。

（2）传导发射的原理分析

使用整流滤波方法实现AC-DC转换时，输入电流含有较大谐波分量。当后面有DC-DC模块时，由于DC-DC模块的输入电流是强脉冲形式，且不与电源频率同步，因此对滤波后的电压有影响，使交流输入电流谐波特性恶化。

对于传导发射测试，差模抑制是主要问题。电容器、差模电感的取值比较重要。为了减小传导发射，还需要使电源电流的变化率减小。

电原理上的基本措施：适当减小滤波电容，在变压器初级及次级引线上加磁环（相当于EMI滤波器增加了一个环路）、并联小电容器。为了保护整流桥堆，需要在整流二极管上并联小电容器。

可见，滤波电容是传导发射的基本原因。可以去掉滤波电容，但后面只能用专用的DC-DC模块，电路复杂。目前仍然常用滤波电容，只是设法减小电源线上的电流变化率。方法有：在电源线上串接磁环，并联小电容器，形成差模滤波。

（3）电源线尖峰信号传导敏感度

尖峰脉冲的宽度约为5μs，频率约5 Hz。而市电半波宽度为10 ms，二极管导通时间约为1 ms，超过尖峰脉冲宽度的100倍，因此储能电容器上的电压不会明显升高。可能对整流及滤波输出电压有一定影响。估计不会影响稳压输出电压。

一般地，变压器可以承受较大的尖峰电压，需注意整流二极管的耐压要求。

对电源线尖峰及浪涌的保护措施：一般使用氧化锌压敏电阻，他能多次耐受长达10 ms的浪涌。新器件有TVS（瞬态电压保护），他能吸收的浪涌能量有限，但电压转折特性较好。建议使用氧化锌压敏电阻。

（4）磁场辐射发射

注意感性元件的屏蔽，以及电缆及长导线的处理。采取屏蔽措施。

（5）电场、磁场辐射敏感度注意屏蔽，减小环路面积。

（6）系统接地在变压器初次级之间加入屏蔽层，并于EMI滤波器外壳连接，形成机壳地。

4　电路图　　

电路图如图2所示。

5　结 语

该电源的设计经过实际检测，其行能指标基本满足有关标准要求。工作性能良好。