开关电源的EMI抑制必不可少
的干扰,所以它不会通过变压器“电生磁和磁生电”的机理来传递,而必须通过变压器绕组间的耦合电容传递。在开关电源的高频变压器初次级之间存在着分布电容是个不争的事实。
6.产生干扰的其它原因
开关电源为了提高功率因数,均采用了有源功率因数校正电路。同时,为了提高电路的效率及可靠性,减小功率器件的电应力,大量采用了软开关技术。其中零电压、零电流或零电压零电流开关技术应用最为广泛。该技术极大地降低了开关器件所产生的电磁干扰。但是,软开关无损吸收电路,多利用L、C进行能量转移,利用二极管的单向导电性能实现能量的单向转换。因而,该谐振电路中的二极管成为电磁干扰的一大干扰源。
开关电源中,一般利用储能电感及电容器组成L、C滤波电路,实现对差模及共模干扰信号的滤波,以及交流方波信号转换为平滑的直流信号。由于电感线圈的分布电容,导致电感线圈的自谐振频率降低,从而使大量的高频干扰信号穿过电感线圈,沿交流电源线或直流输出线向外传播。随着干扰信号频率的上升,由于引线电感的作用,导致电容量及滤波效果不断下降,直至达到谐振频率以上时,完全失去电容器的作用而变为感性。不正确地使用滤波电容及引线过长,也是产生电磁干扰的一个原因。
开关电源PCB布线不合理、结构设计不合理、电源线输入滤波不合理、输入输出电源线布线不合理、检测电路的设计不合理,均会导致系统工作的不稳定或降低对静电放电、电快速瞬变脉冲群、雷击、浪涌及传导干扰、辐射干扰及辐射电磁场等的抗扰性能力。
国内外电磁兼容性标准
电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何设备构成不能承受的电磁干扰的能力。
要彻底消除设备的电磁干扰及对外部一切电磁干扰信号是不可能的。只能通过系统地制定设备与设备之间允许产生的电磁干扰大小及抵抗电磁干扰的能力的标准,才能使电气设备及系统间达到电磁兼容的要求。国内外大量的电磁兼容性标准,为系统内的设备相互达到电磁兼容性制订了约束条件。
国际无线电干扰特别委员会(CISPR)是国际电工委员会(IEC)下属的一个电磁兼容标准化组织,设六个分会。早在1934年就开展EMC标准的研究。其中第六分会(SCC)主要负责制定关于干扰测量接收机及测量方法的标准。CISPR16《无线电干扰和抗干扰度测量设备规范》对电磁兼容性测量接收机、辅助设备的性能以及校准方法给出了详细的要求。CISPR17《无线电干扰滤波器及抑制元件的抑制特性测量》制订了滤波器的测量方法。CISPR22《信息技术设备无线电干扰限值和测量方法》规定了信息技术设备在0.15MHz~1000MHz频率范围内产生的电磁干扰限值。CISPR24《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》规定了信息技术设备对外部干扰信号的时域及频域的抗干扰性能要求。其中CISPR16、CISPR22及CISPR24构成了信息技术设备包括通信开关电源设备的电磁兼容性测试内容及测试方法要求,是目前通信开关电源电磁兼容性设计的最基本要求。
IEC最近也出版了大量的基础性电磁兼容性标准,其中最有代表性的是IEC61000系列标准。它规定电子电气设备的雷击、浪涌(SURGE)、静电放电(ESD)、电快速瞬变脉冲群(EFT)、电流谐波、电压跌落、电压瞬变及短时中断、电压起伏和闪烁、辐射电磁场、由射频电磁场引起的传导干扰抗扰度、传导干扰及辐射干扰等的电磁兼容性要求。
另外,美国联邦委员会制定的FCC15、德国电气工程师协会制订的VDE0871、2A1、VDE0871、2A2、VDE0878,都对通信设备的电磁兼容性提出了要求。
我国对电磁兼容性标准的研究比较晚,采取的最主要的办法是引进、消化、吸收,洋为中用是国内电磁兼容性标准制订的最主要方法。1998年,信息产业部根据CISPR22、IEC61000系列标准及ITU-T0.41标准,制定了YD/T983-1998《通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法》,详尽规定了通信电源设备包括通信开关电源的电磁兼容性的具体测试项目、要求及测试方法,为通信电源电磁兼容性的检验、达标并通过入网检测明确了设计目标。
国标也等同采用了相应的国际标准。如GB/T17626.1~12系列标准等同采用了IEC61000系列标准;GB9254-1998《信息技术设备的无线电干扰限值及测量方法》等同采用CISPR22;GB/T17618-1998《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》等同采用CISPR24。
电磁兼容性研究及解决方法
电磁兼容性的研究。一般运用CISPR16及IEC61000中规定的电磁场检测仪器及各种干扰信号模拟器、附助设备,在标准测试场地或实验室内部,通过详尽的测试分析、结合对电路性能的理解来进行分析研究。
从电磁兼容性的三
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