电子开发 | 基础入门 | 电路原理图 | 濠电姷鏁告慨鐢割敊閺嶎厼绐楅柡宥庡幑閸嬫垿鏌熺紒銏犳灈闁搞劌鍊搁湁闁绘挸娴烽幗鐘绘煕閵堝拋鍎忛棁澶愭煕韫囨挸鎮戠紓宥嗗灴閺岋綁骞囬濠呭惈闂佸搫鐬奸崰鏍€佸☉銏犲耿婵°倓绀佸▍銈呪攽閻橆喖鐏柣妤侇殘閹广垹鈽夐姀鐘殿啋闁诲海鏁告灙闁哄棴绻濆娲偡閺夋寧顔€闂佺懓鍤栭幏锟� | PLC闂傚倸鍊搁崐鐑芥嚄閸撲焦鍏滈柛顐f礀閻ら箖鏌i幇顓犮偞闁哄绉归弻銊モ攽閸♀晜肖闂侀€炲苯鍘哥紒鑸靛哺瀵偊骞樼紒妯绘闂佽法鍣﹂幏锟�   闂傚倸鍊搁崐椋庢濮橆兗缂氱憸宥堢亱濠德板€曢幊蹇涘疾濠靛鐓忛柛顐g箥濡插爼鏌嶈閸撴瑩骞婇幘鍑板洭宕烽娑樹壕婵炲牆鐏濋弸銈夊几椤忓拋娈版い蹇撳暙瀹撳棛鈧娲橀敃銏ゅ春閿熺姴绀冪憸蹇涙煢闂堟稈鏀介柣妯虹仛閺嗏晠鏌涚€n偆鈽夐摶鐐哄箹濞n剙濡奸柛銊ュ€块弻娑樷攽閸℃浼掗梺鍏兼緲濞硷繝寮婚悢灏佹灁闁割煈鍠楅悘鎾绘⒑閸涘⿴娈曠痪鏉跨Ф閹广垹鈽夐姀鐘茶€垮┑鈽嗗灠閸氬宕抽鍓х=濞达絾褰冩禍鐐節閵忥絽鐓愰柛鏃€鐗犲畷鎴︽晲婢跺鍘遍梺闈涱樈閸犳牗鏅堕鐐寸厸濞撴埃鍋撳ù婊冪埣楠炲啫螖閸愩劍鐎虫繝銏f硾椤戝懘顢旈敓锟� Ctrl+D 闂傚倸鍊搁崐椋庣矆娴h櫣绀婂┑鐘插€寸紓姘辨喐閺冨牄鈧線寮介鐐茬獩濡炪倖妫佸Λ鍕嚕閸ф鈷戦柛鎰级閹牓鏌熼崘鍙夋崳缂佽鲸甯¢崺锟犲川椤旀儳骞嶆俊鐐€栭悧妤冨垝瀹€鍕┾偓鍌炲礂缁楄桨绨婚梺闈涱檧缁犳垿鎮橀幘顔界厸閻忕偠顕ф俊濂告煃閽樺妲搁摶鏍煕閹扳晛濡兼い顒€顦靛缁樻媴閸涘﹤鏆堥梺鍝勮閸旀垿鐛繝鍥х疀闁哄娉曢鍡楊渻閵堝棗濮х紒鐘冲灴閿濈偤宕ㄧ€涙ḿ鍘撻梺闈涱槶閸庤京鏁悩缁樼厵闁哄被鍎抽悾鐑樻叏婵犲倹鎯堥弫鍫ユ煕閵夋垵鍠氶悗鎶芥⒑鐠囨彃顒㈤柛鎴濈秺瀹曪綁宕橀…鎴濇濡炪倖鍔х€靛矂寮€n喗鐓冪憸婊堝礈閻斿吋鍋樻い鏇楀亾妤犵偛娲、姗€鎮㈡總澶嗗亾閹惧墎纾奸柛鎾楀喚鏆梺鎸庤壘闇夋繝濠傜墢閻f椽鏌$仦璇插闁诡喓鍊濆畷鎺戔槈濮楀棔绱�婵犵數濮烽弫鎼佸磻閻愬搫鍨傞柛顐f礀缁犱即鏌熺紒銏犳灈缁炬儳顭烽弻鐔煎礈瑜忕敮娑㈡煕鐎e墎鎮奸柟鑼归鍏煎緞婵犲倻鍝庨梻浣告惈鐞氼偊宕曞ú顏勬瀬闁糕剝绋掗悡鐔兼煛閸屾稑顕滈柟鍙夋倐閺屽秶绱掑Ο鑽ゎ槹闂佸搫鐭夌徊鍊熺亽婵犮垹澧庢灙闁诡垰鐗嗛—鍐Χ閸涱垳顔掓繛瀛樼矊閻栧ジ鐛崘顏呭厹闁告粈鐒﹂瀷闂傚倷绀侀幖顐︽嚐椤栫倛鍥焼瀹ュ懐顔夐梺闈涚箳婵牓鎮㈤崫銉ф嚌濡炪倖鐗楃粙鎺楀Υ閸愵喗鈷掑〒姘e亾婵炰匠鍥佸洦绂掔€n亜鐎悗瑙勬礀濞层劑鎯岄崱妤婄唵闁兼悂娼ф慨鍫ユ煟閹捐泛鏋涢柡灞炬礉缁犳稓鈧綆浜栭崑鎾诲冀瑜夊Σ鍫㈡喐閺冨牆钃熼柨婵嗩槸閻掓椽鏌涢幇鍏哥凹闁革急鍐炬富闁靛牆妫欑粚璺ㄧ磽瀹ュ嫮绐旂€规洘妞介崺鈧い鎺嶉檷娴滄粓鏌熼悜妯虹仴妞ゅ繆鏅犻弻锝夘敇閻曚焦鐤侀梺鍝勭灱閸犳捇鍩€椤掑倹鏆╅弸顏嗏偓娑欑箘缁辨挻鎷呯憴鍕ㄦ嫽闂佺ǹ顑嗛幐楣冨箲閵忕姭妲堥柕蹇曞Т閼板潡姊鸿ぐ鎺戜喊闁告挻绋掔€靛ジ宕堕埡鍐紳婵炶揪绲块悺鏃堝吹濞嗘劑浜滈柟瀛樼箥濡偓闂佺粯渚楅崳锝呯暦濮椻偓椤㈡瑩宕楁径濠佸闂佹寧娲栭崐鍝ョ不閹惰姤鐓涢柛鎰╁妼娴滄壆绱掗幉瀣.

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开关电源电磁干扰的抑制措施与方法图解

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:2219    更新时间:2022-09-24

开关电源电磁干扰的抑制措施

通常开关电源EMI控制主要采用滤波技术、屏蔽技术、密封技术、接地技术等。EMI干扰按传播途径分为传导干扰和辐射干扰。

开关电源主要是传导干扰,且频率范围最宽,约为10kHz一30MHz。抑制传导干扰的对策基本上10kHz一150kHz、150kHz一10MHz、10MHz以上三个频段来解决。10kHz一150kHz范围内主要是常态干扰,一般采用通用LC滤波器来解决。

150kHz一10 MHz范围内主要是共模干扰,通常采用共模抑制滤波器来解决。10MHz以上频段的对策是改进滤波器的外形以及采取电磁屏蔽措施。

1、采用交流输入EMI滤波器

通常干扰电流在导线上传输时有两种方式:共模方式和差模方式。

共模干扰是载流体与大地之间的干扰:干扰大小和方向一致,存在于电源任何一相对大地、或中线对大地间,主要是由du/dt产生的,di/dt也产生一定的共模干扰。

而差模干扰是载流体之间的干扰:干扰大小相等、方向相反,存在于电源相线与中线及相线与相线之间。

干扰电流在导线上传输时既可以共模方式出现,也可以差模方式出现;但共模干扰电流只有变成差模干扰电流后,才能对有用信号构成干扰。

交流电源输人线上存在以上两种干扰,通常为低频段差模干扰和高频段共模干扰。

一般情况下,差模干扰幅度小、频率低、造成的干扰小;共模干扰幅度大、频率高,还可以通过导线产生辐射,造成的干扰较大。

若在交流电源输人端采用适当的EMI滤波器,则可有效地抑制电磁干扰。

电源线EMI滤波器基本原理如图1所示,其中差模电容C1、C2用来短路差模干扰电流,而中间连线接地电容C3、C4则用来短路共模干扰电流。

共模扼流圈是由两股等粗并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成。

如果两个线圈之间的磁藕合非常紧密,那么漏感就会很小,在电源线频率范围内差模电抗将会变得很小;当负载电流流过共模扼流圈时,串联在相线上的线圈所产生的磁力线和串联在中线上线圈所产生的磁力线方向相反,它们在磁芯中相互抵消。因此即使在大负载电流的情况下,磁芯也不会饱和。而对于共模干扰电流,两个线圈产生的磁场是同方向的,会呈现较大电感,从而起到衰减共模干扰信号的作用。

这里共模扼流圈要采用导磁率高、频率特性较佳的铁氧体磁性材料。

2、开关电源EMI的五大抑制策略

电源线滤波器基本电路图 

图1 电源线滤波器基本电路图

3、利用吸收回路改善开关波形

开关 管 或 二极管在开通和关断过程中,由于存在变压器漏感和线路电感,二极管存储电容和分布电容,容易在开关管集电极、发射极两端和二极管上产生尖峰电压。通常情况下采用RC/RCD吸收回路,RCD浪涌电压吸收回路如图2所示。

4、开关电源EMI的五大抑制策略

RCD浪涌电压吸收回路 

图2 RCD浪涌电压吸收回路

当吸收回路上的电压超过一定幅度时,各器件迅速导通,从而将浪涌能量泄放掉,同时将浪涌电压限制在一定的幅度。

在开关管集电极和输出二极管的正极引线上串接可饱和磁芯线圈或微晶磁珠,材质一般为钴(Co),当通过正常电流时磁芯饱和,电感量很小。

一旦电流要反向流过时,它将产生很大的反电势,这样就能有效地抑制二极管VD的反向浪涌电流。

5、利用开关频率调制技术

频率控制技术是基于开关干扰的能量主要集中在特定的频率上,并具有较大的频谱峰值。如果能将这些能量分散在较宽的频带上,则可以达到降低于扰频谱峰值的目的。通常有两种处理方法:随机频率法和调制频率法。

随机频率法是在电路开关间隔中加人一个随机扰动分量,使开关干扰能量分散在一定范围的频带中。

研究表明,开关干扰频谱由原来离散的尖峰脉冲干扰变成连续分布干扰,其峰值大大下降。
调制频率法是在锯齿波中加人调制波(白噪声),在产生干扰的离散频段周围形成边频带,将干扰的离散频带调制展开成一个分布频带。这样,干扰能量就分散到这些分布频段上。

在不影响变换器工作特性的情况下,这种控制方法可以很好地抑制开通、关断时的干扰。

6、采用软开关技术

开关电源的干扰之一是来自功率开关管通/断时的du/dt,因此,减小功率开关管通/断的du/dt是抑制开关电源干扰的一项重要措施。而软开关技术可以减小开关管通/断的du/dt。
如果在开关电路的基础上增加一个很小的电感、电容等谐振元件就构成辅助网络。在开关过程前后引人谐振过程,使开关开通前电压先降为零,这样就可以消除开通过程中电压、电流重叠的现象,降低、甚至消除开关损耗和干扰,这种电路称为软开关电路。

根据上述原理可以采用两种方法,即在开关关断前使其电流为零,则开关关断时就不会产生损耗和干扰,这种关断方式称为零电流关断;或在开关开通前使其电压为零,则开关开通时也不会产生损耗和干扰,这种开通方式称为零电压开通。在很多情况下,不再指出开通或关断,仅称零电流开关和零电压开关,基本电路如图3和图4所示。

开关电源EMI的五大抑制策略

开关电源EMI抑制电路 

图3

零电流开关谐振电路 

图4 零电流开关谐振电路

通常采用软开关电路控制技术,结合合理的元器件布局及印制电路板布线、接地技术,对开关电源的EMI干扰具有一定的改善作用。

7、采用电磁屏蔽措施

一般采用电磁屏蔽措施都能有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。开关电源的屏蔽措施主要是针对开关管和高频变压器而言。

开关管工作时产生大量的热量,需要给它装散热片,从而使开关管的集电极与散热片间产生较大的分布电容。

因此,在开关管的集电极与散热片间放置绝缘屏蔽金属层,并且散热片接机壳地,金属层接到热端零电位,减小集电极与散热片间藕合电容,从而减小散热片产生的辐射干扰。

针对高频变压器,首先应根据导磁体屏蔽性质来选择导磁体结构,如用罐型铁芯和El型铁芯,则导磁体的屏蔽效果很好。

变压器外加屏蔽时,屏蔽盒不应紧贴在变压器外面,应留有一定的气隙。如采用有气隙的多层屏蔽物时,所得的屏蔽效果会更好。

另外,在高频变压器中,常常需要消除初、次级线圈间的分布电容,可沿着线圈的全长,在线圈间垫上铜箔制成的开路带环,以减小它们之间的祸合,这个开路带环既与变压器的铁芯连接,又与电源的地连接,起到静电屏蔽作用。

如果条件允许,对整个开关电源加装屏蔽罩,那样就会更好地抑制辐射干扰。


Tags:开关电源,电磁干扰,抑制  
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