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开关电源电磁骚扰抑制

时间:09-21 来源:互联网 点击:

的S两端并联RC〔如图2(a)所示〕或DRC〔如图2(b)所示〕吸收电路,可吸收S接通和断开瞬间产生的较高的浪涌尖峰电压,降低开关电路产生的电磁骚扰。

2.4 一次整流电路中加功率因数校正(PFC)网络

对一次整流电路来讲,最显著的骚扰是整流电路作为谐波源对交流电网的骚扰,导致交流电网的波形畸变,功率因数偏低。为解决这个问题,可在一次整流电路加入现成的功率因数校正(PFC——PowerFactorCorrection)模块,通过补偿可把功率因数提高到0.99以上。

2.5 增加滤波网络

滤波是抑制干扰的一种有效措施,尤其是在对付开关电源的传导干扰和某些辐射干扰方面,具有明显的效果。电磁干扰(EMI)滤波器是以能够有效抑制电磁干扰为目标的滤波器,可分为信号线EMI滤波器、电源EMI滤波器、印刷电路板EMI滤波器、反射EMI滤波器、隔离EMI滤波器等。

2.6 接地

2.6.1 接地的作用

电子设备一般有两种接地,一种是安全接地,即将机壳接地,以保护工作人员的安全;另一种是工作接地,给电路系统提供一个基准电位,同时也可将高频干扰引走。但是,不正确的工作接地反而会增加干扰,比如共地线干扰,地环路干扰等。

2.6.2 接地的种类及接地要求

1)单点接地工作接地按工作频率采用不同的接地方式,工作频率1MHz时采用单点接地,地线的长度(L/m)与截面积(S/mm2)的关系为S>0.83L。

2)多点接地工作频率>30MHz时采用多点接地。工作频率在上述两者之间的可采用混合接地式。

3)浮地浮地是电路的地与大地无导体连接。浮地还可以使不同电位间的电路配合变得容易。实现电路或设备浮地的方法有变压器隔离和光电隔离。浮地的最大优点是该电路不受大地电性能的影响,抗干扰性能好。其缺点是由于设备不与公共地相连,容易在两者间造成静电积累,当电荷积累到一定程度后,在设备地与公共地之间的电位差可能引起剧烈的静电放电,而成为破环性很强的骚扰源。

4)屏蔽地电路的屏蔽体,即用屏蔽材料将电磁辐射源屏蔽起来,并将屏蔽体接地,以降低电磁辐射的干扰。屏蔽体内的电路地线只能一点接屏蔽体,而不得利用屏蔽体作返回导体。

5)电缆的屏蔽层地对于多层屏蔽电缆,每个屏蔽层应在一点接地,各屏蔽层应相互绝缘。当电缆长度大于工作信号波长的0.15倍时,采用间隔工作信号波长的0.15倍的多点接地式,如果不能实现,则至少应将屏蔽层两端接地。

2.7 电路元器件安装要合理

电路元器件安装上应使输入交流和输出直流插座分开并远离。布线严格分开,简化电流通路的途径, 减少相互交叉干扰,同时使输入、输出布线远离静电场和电磁场噪声产生源。另外,凡是含有大的电流、电压变化率的器件 (功率晶体管和开关二极管等)的电路应合理布局。尽可能缩短具有高的di/dt、dv/dt的布线,减小噪声辐射源的有效区域。功率晶体管和开关二极管与散热器组装在一起时,用铜板屏蔽晶体管,以减小由于寄生电容引起的噪声传播。

3 结语

抑制开关电源的骚扰是开发应用开关电源的一个重要课题,因此,在减少和抑制EMI方面,除了上述抗干扰的措施和方法外,还要充分有效地利用了先进的半导体设计技术、磁性材料、电感元件技术、开关器件技术,如移相式全桥ZVS-PWM技术;零电压过渡(ZVT)和零电流过渡(ZCT)的PWM技术;功率因数校正控制技术等。实践证明,这些措施和方法对减小开关电路的骚扰具有明显的效果。

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