AC220v_DC48v电路EMC设计方案
电磁兼容(EMC)设计参考电路
GDT BF601M
1
1
R2
R3
2
2
14D471K 14D471K
B
D2 GDT BF601M
1000PF
PGND
PGND
PGND
PGND
备注：
A mon choke 的选用要注意产品的工作电流 2.L2\C4\X 根据EFT测试等级选择。 3.GDT2 BM601M for Surge，BM302M for Safty(1000V)。 4.IEC6100-4-5(1.2/50-8/20uS) 差模：6KV（2ohm），共模6kv（12ohm）
4
3
D1
XC664A*H*
C4
GDT BH601
1000PF D4
GDT BC201N
1000PF
2
1
R1
X2
MOV-110V 1UF
后级电路
D2 GDT BF801M
B
B
1.IEC61000-4-5 (1.2/50-820uS)差模6KV（2ohm）共模6KV（12ohm）
A
8/20uS冲击电流差模：20KA ，共模20KA 2.BH601为直流防雷器件的无续流放电管 3.C1,C2 设计预留
1 L2
2
C4
4
3
D3 1000PF
XC
C6
C7
后级电路
C
1UF/X1 10uF C5
1
R2 MOV-200V
R3 MOV-200V
1000PF 3.0SMCJ165CA
2
B
D2 GDT BF102M
PGND
PGND
A
A
备注： 1.L2 Common choke 的选型，注意电流以及DCR的大小
48V电源设计方案
2、RS485 3、1路固态继电器控制
4、电流采集 5、电压采集
6、预留2路AD采样接口
D
7、预留2路PW接口
8、预留4路IO口
串口与主板通信 TTL电平 74LS00
RS485
CPU STM32F401 RCT6
1
2
固态继电器控制 主板通信 TTL 外部通信RS485 预留2路AD接口
B
走线说明： ：大功率电流走向（外部） ：小板电源走向（内部） ：CPU控制（主控）
主板12V供电
外接12V供电 防护摄像机 报警器 驱鸟器
B
蓄电池 DC16-120V
DC-DC
IN:16-120V OUT:12V/3A
SSP1117 5V IN:6.5-12V OUT:5V/1A
C
设计、功能说明：
SSP1117 3.3V
IN:6.5-12V OUT:3.3V/1A
1、RS232TTL电平
1 A
2
3
4
大功率48V电源系统设计框图 A
电压采集
电流采集 CC69-1DD
IN:DC3-32V OUT: DC40A(10-80A)
DC-DC 350W SD-350C-24 IN:36-72VDC OUT:24VDC
24V大功率摄像机
DC-DC 12V 1、外购24-12V模块 2、自产HZP-P 电源板
C
预留4路IO接口
预留2路PWM接口
Title
D
Size
Number
Revision
A4
Date: File:
2019/8/9 星期五
Sheet of
C:\Users\..\大功率48V电源系统设计框图.SDchraDwonc By:
完美的EMC电路设计攻略
第一讲：完美的EMC电路设计攻略之：遵循三大规律、三个要素【导读】产品上市周期短，EMC测试迟迟不通过，令很多工程师“一夜愁白了头发”。
本期大讲台，我们为大家分享EMC三个规律和EMC 问题三要素，会使得EMC问题变的有规可循，坚持EMC的规律使得解决EMC问题省时省力，事半功倍。
在进行电子设计方案过程中需要工程师在设计之初就进行严格把关!在产品结构方案设计阶段，主要针对产品需要满足EMC法规标准，对产品采用什么屏蔽设计方案、选择什么屏蔽材料，以及材料的厚度提出设计方案，另外对屏蔽体之间的搭接设计，缝隙设计考虑，同时重点考虑接口连接器与结构件的配合。
一、EMC设计的三大规律规律一、EMC费效比关系规律： EMC问题越早考虑、越早解决，费用越小、效果越好。
在新产品研发阶段就进行EMC设计，比等到产品EMC测试不合格才进行改进，费用可以大大节省，效率可以大大提高;反之，效率就会大大降低，费用就会大大增加。
经验告诉我们，在功能设计的同时进行EMC设计，到样板、样机完成则通过EMC测试，是最省时间和最有经济效益的。
相反，产品研发阶段不考虑EMC，投产以后发现EMC不合格才进行改进，非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费，甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷，无法实施改进措施，导致产品不能上市。
规律二、高频电流环路面积S越大, EMI辐射越严重。
高频信号电流流经电感最小路径。
当频率较高时，一般走线电抗大于电阻，连线对高频信号就是电感，串联电感引起辐射。
电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的，最恶劣的情况就是开路之天线形式。
对应处理方法就是减少、减短连线，减小高频电流回路面积，尽量消除任何非正常工作需要的天线，如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。
减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一，就是想方设法减小高频电流环路面积S。
规律三、环路电流频率f越高，引起的EMI辐射越严重，电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。
220V转DC48V通信电源基站通信专用
一、 产品简介PD-4810型高频开关电源整流模块采用先进的双管正激开关技术，模块之间采用隔离设计，防止模块间相互影响，在N+1备份的情况下，即使有1台或几台模块出现故障，也不影响其它模块的并联运行；模块间能实现自动均流；◆表头型模块采用3位半的表头显示，显示输出电流电压，简单实用。
模块采用宽度为19"、高度为2U 的标准机箱，易于安装。
PD-4810DX 用于组成电源系统，PD-4810EX 模块可并联带电池使用，不需监控单元。
◆ 本电源适用于交流220VAC 和直流220VDC 的输入条件的使用场合。
◆ 本电源适用于直流输出24VDC 10A-60A DC 的输出条件的使用场合。
◆ 本电源适用于直流输出48VDC 5A-40A DC 的输出条件的使用场合。
◆ 本电源适用于直流输出110VDC 3A-12A DC 的输出条件的使用场合。
二、 外形结构+G -L N ++--P 直 流 输 出+-三、 技术说明PD-4810表头型外形图1. 工作原理2. 技术参数PD-4810技术参数☆若用户的输出发生变化，则改变开机浪涌输出电压范围输出电流输出限流点的相关值，请用户自行更改。
☆输出值的改动为24VDC输出时，均充电压为28.2VDC，浮充电压为26.8VDC，输出限流值为输出最大电流值的加1A。
☆输出值的改动为48VDC输出时，均充电压为53.5VDC，浮充电压为56.4VDC，输出限流值为输出最大电流值的加1A。
☆输出值的改动为110VDC输出时，均充电压为113.0VDC，浮充电压为108.0VDC，输出限流值为输出最大电流值的加1A。
☆开机浪涌值的变化是输出功率不变化的情况下不变化，若输出功率变化的情况下按照输出的线性比例改变该值。
☆交流输入和直流输入的值变化，交流不变化，按照上面的值；若是直流输入的话，直流的下限为185VDC，上限为350VDC。
3.功能说明✧保护功能●输入过欠压保护电网电压波动大时，防止模块长期工作在低电压或高电压的情况下导致模块使用寿命缩短或损坏，模块设有输入过欠压保护电路，出现过欠压后模块自动锁死，电网电压正常时，模块可以自动恢复工作。
32种EMC标准电路图纸及介绍
32种EMC标准电路图纸及介绍1、AC24V接口EMC设计标准电路
2、AC110V-220VEMC设计标准电路
3、AC380V接口EMC设计标准电路
4、AV接口EMC设计标准电路
5、CAN接口EMC设计标准电路
6、DC12V接口EMC设计标准电路
8、DC48接口EMC设计标准电路
10、DVIEMC设计标准电路
12、LVDS接口EMC设计标准电路
14、RJ11EMC设计标准电路
15、RS232 EMC设计标准电路
16、RS485EMC设计标准电路
17、SCART接口EMC设计标准电路
18、s-video接口EMC设计标准电路
19、USBDEVICE EMC设计标准电路
20、USB2.0接口EMC设计标准电路
21、USB3.0接口EMC设计标准电路
22、VGA接口EMC设计标准电路
23、差分时钟EMC设计标准电路
24、耳机接口EMC设计标准电路
25、复合视频接口EMC设计标准电路
26、汽车零部件电源口EMC标准设计电路
27、室内外天馈浪涌设计标准电路
28、无源晶振EMC设计标准电路
29、有源晶振EMC设计标准电路
30、以太网EMC(EMI)设计标准电路
31、以太网EMC（浪涌）设计标准电路(差模要求较高方案）
32、以太网EMC(浪涌）中心抽头方案（节约空间）。
DC-DC的EMC设计
D C-D C的E M C设计(共6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--DC-DC转换器的电磁兼容技术引言DC-DC转换器是通信系统的动力之源，已在通信领域中达到广泛应用。
由于具有高频率、宽频带和大功率密度，它自身就是一个强大的电磁干扰（EMI）源，严重时会导致周围的电子设备功能紊乱，使通信系统传输数据错误、出现异常的停机和报警等，造成不可弥补的后果；同时，DC-DC 转换器本身也置身于周围电磁环境中，对周围的电磁干扰也很敏感（EM S），如果没有很好的抗电磁干扰能力，它也就不可能正常工作。
因此，营造一种良好的电磁兼容（EMC）环境，是确保电子设备正常工作的前提，且也成为电子产品设计者的重要考虑因素。
DC-DC转换器EMC特点DC-DC转换器具有体积小、功率密度大、工作频率高等特点，这些特点直接导致电源内部电磁环境复杂，同时也带来了一系列高频EMI的问题，产生的干扰对电源本身和周围电子环境带来很大的影响。
为满足日趋严格的国际电磁兼容法规，DC-DC转换器的EMC设计已经成为电源设计中的首要问题之一。
DC-DC转换器的EMC问题主要有如下几个特点： DC-DC转换器作为工作于开关状态的能量转换装置，产生的干扰强度较大；干扰源主要集中在功率开关器件以及与之相连的铝基板和高频变压器；由于DC-DC转换器与其它电子电路相连紧凑，产生的EMI很容易造成不良影响。
DC-DC转换器的共模干扰信号(CM)和差模干扰信号(DM)的分布图如图1所示。
这是分析干扰信号特性十分有用的列线图。
如果设备在某段频率范围内有传导干扰电平超标，查阅该图可得出是哪一种类型的传导干扰信号占主导地位，从而指导改变EMI滤波器的网络结构及参数等相应措施加以解决。
图1 DC-DC转换器的共模干扰信号和差模干扰信号分布图DC-DC转换器的EMC设计屏蔽和接地屏蔽能有效地抑制通过空间传播的电磁干扰。
AC220v,DC48v电路EMC设计方案
AC220v,DC48v电路EMC设计方案AC220V和DC48V是通信电子产品应用最广泛的工作电压，AC220V和DC48V电路的EMC 设计好坏关系到通信设备运行的稳定性，下面赛盛技术利用电磁兼容设计平台（EDP）从原理图方面设计两款电路的EMC设计方案。
1. AC220V电路2KV防雷滤波设计图1 AC220V电路2KV防雷滤波设计图2接口电路设计概述：交流电源接口通过电源线与电网连接为电气设备提供电能，产品在工作中产生各种干扰，如电源变换电路、高频变压器、数字电路等产生的干扰，这些干扰通过电源接口形成对电网的传导干扰以及对空间的辐射干扰；当电网上有大功率感性负载通断或电网遭受雷击时，会在电源接口产生瞬态的脉冲干扰和浪涌干扰，若电源接口不进行防护滤波设计，这些干扰容易影响产品的正常工作，雷电干扰甚至能损坏设备，因此交流电源接口需要进行电磁兼容设计，确保设备工作稳定；本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；同时兼容接口防雷设计；本方案防雷电路设计可通过IEC61000-4-5标准，共模2000V，差摸1000V的接口防雷测试。
电路EMC设计说明：（1）电路滤波设计要点：L1、C1、C3、C4组成第一级滤波电路。
C1为差模滤波电容，主要滤除差模干扰；C3、C4为共模滤波电容，为共模干扰提供低阻抗回路；L1为共模滤波电感，对共模干扰进行抑制。
L2、C2、C5、C6组成第二级滤波电路，C2为差模滤波电容，主要滤除差模干扰，C5、C6为共模滤波电容，为共模干扰提供低阻抗回路，L2为共模滤波电感，对共模干扰进行抑制；若产品功率大，干扰强，单级滤波插入损耗有限，则设计前期需要考虑多级滤波；C19为整流桥的高频滤波电容，一般采用小电容，主要为整理桥的高频谐波电流提供回流路径；C20为变压器的高频滤波电容，一般采用小电容，主要为变压器的高频谐波电流提供回流路径；C15和R13组成续流管上的削尖峰电路，C15电容典型取值为1000pF，R13电阻典型取值为10Ω；C12和R12组成PWM控制线上的滤波电路，C12电容典型取值为47pF，R12电阻典型取值为10Ω，其值可根据后续测试情况进行调整；L4和C8组成输出端滤波电路，主要为输出端口进行共模和差模滤波；各种功能地通过电容连接，电容典型取值为1000pF，其值可根据后续测试情况进行调整；（2）电路防护设计要点RV1、RV2、RV3、GDT1组成第一级防护电路，其中RV1进行差模防护、RV2、RV3、GDT1进行共模防护。
AC220V-DC48V通讯模块直流转换器
深圳市普顿电力设备有限公司一:通信电源简介普顿电力AC220-DC24V/48V 系列通信电源模块采用先进的高频脉宽调制技术，使效率得到了极大提高。
整机具有稳压精度高、动态响应快、输出杂音低、抗干扰能力强、工作温度范围宽等特点。
N+1模块组合结构，各模块间可自动均流均衡供电,可为电信、电力及无线基站组建高频开关电源系统。
表头型模块采用3位半的表头显示，显示输出电流电压，简单实用。
模块采用宽度为19"、高度为2U的标准机箱，易于安装。
可用于组成电源系统，并且模块可并联带电池使用，不需监控单元。
本电源模块适用于交流220VAC和直流220VDC的输入条件的使用场合。
本电源模块适用于直流输出24VDC 10A-60A DC 的输出条件的使用场合。
本电源模块适用于直流输出48VDC 5A-50A DC 的输出条件的使用场合。
二:通信电源工作方式1:AC220-DC24/48V时,把交流220V转换成直流24V或直流48V,供直流负载使用;当市电断电后,由电池组稳压输出;2:DC220-DC24/48V时,把直流220V降压至直流24V或直流48V,供直流负载使用;当市电断电后,由电池组稳压输出;3:带充放电管理型,当用户需要单独一个模块使用,并且能单独对电池进行充电时,可以选用带充电管理型的通信电源模块,在模块把AC220转换为DC24/48V输出时,同时也能对电池进行智能充电,当市电断电后,由电池组稳压输出;三:通信电源技术参数◆输入电压：单相三线制 AC：220V± 20%◆输入电流：≤10A（RMS）交流输入为220V，直流输出为48V时◆频率： 50Hz±10%◆功率因数：≥0.99◆效率：≥0.87◆启动冲击电流：≤150%Imax (额定输入状态下)◆保护功能：输入过欠压保护;输出过压保护;输出限流保护;短路保护;模块并联保护;过温保护;过流保护;◆输入过压关机： 265--275V◆输入欠压关机： 160--170V◆交流输入范围： 160--270V◆输出直流电压： 48VDC或-48VDC（42∽58V可调) 或24V(21∽29V可调)◆额定电流： 10A、20A、25A、30A、40A◆输出限流值： Ie+1A◆电压调整率：电压调整率不超过直流输出整定值的+0.1%◆负载调整率：不超过直流输出整定值的+0.5%◆稳压精度：不超过直流输出整定值的+0.5%◆电话衡重杂音：≤0.5mV◆峰峰值杂音：≤150mV◆宽频杂音电压：≤30 mV (3.4KHZ--150KHz)≤20 mV (150KHZ--30MHz)◆离散频率杂音电压：≤5 mV (3.4KHZ--150KHz)≤3 mV (150KHZ--200KHz)≤2 mV (200KHZ--500KHz)≤1 mV (500KHZ--30MHz)◆均流度：≤+5%◆显示精度：≤+5%◆软启动时间：3--8秒◆温度系数：不超过直流输出整定值的+0.2%◆绝缘电阻：≥10MΩ (室温环境下)◆绝缘强度：输入对地、输入对输出施加交流1500V/50Hz，输出对地施加交流500V/50Hz，1min无闪络，无击穿◆电磁兼容：符合信息产业部YD/T983-1998标准要求型号分别有：PD-4805 PD-4810 PD-4815 PD-4820 PD-4825 PD-4830 PD-4850PD-2405 PD-2410 PD-2420 PD-2430 PD-2440 PD-2450（举例:PD-4810 48指直流电压为48V 10指输出电流为10A）四：通信电源售后及包装为了让用户买得称心，用得放心，公司专门组织了一支训练有素的高水平技术队伍，从事售后服务工作。
电磁兼容(EMC)设计参考电路
L2
L3
C4
X电容
后级电路 C5
C6
C7
XC44364A*H*
220uF
10uF 100nF
L4
B
S5H 5*4.6*8.5-2.5Ts-M-T
7
8
9
10
11
12
L2 100UH
C2 C3
1000/Y1
1000P/Y1
备注：
S管的选型须参考7637 高压测试。
A
2.如不用测试传导、EFT 可参考图一设计。
1 L2
2
C4
4
3
D3 1000PF
XC
C6
C7
后级电路
C
1UF/X1 10uF C5
1
R2 MOV-200V
R3 MOV-200V
1000PF 3.0SMCJ165CA
2
B
D2 GDT BF102M
PGND
PGND
A
A
备注： 1.L2 Common choke 的选型，注意电流以及DCR的大小
5
4
3
2
1
5
4
3
2
1
汽车零部件电源口EMC设计标准电路
D
图一
D
L1
L2
1
2
3
4
5
6
C3
后级电路 C4 C5
J1
D1
BQS
L3
7
8
9
5KP15CA
10
11
12
C1
C2
C
C
0.47uF/X1电容
图二
J1
B
6
EMC电路设计实用攻略
完美的EMC电路设计攻略之：PCB设计要点【导读】除了元器件的选择和电路设计之外，良好的印制电路板（PCB）设计在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。
PCB EMC设计的关键，是尽可能减小回流面积，让回流路径按照设计的方向流动。
最常见返回电流问题来自于参考平面的裂缝、变换参考平面层、以及流经连接器的信号。
本讲将从PCB的分层策略、布局技巧和布线规则三个方面，介绍EMC的PCB设计技术。
PCB分层策略电路板设计中厚度、过孔制程和电路板的层数不是解决问题的关键，优良的分层堆叠是保证电源汇流排的旁路和去耦、使电源层或接地层上的瞬态电压最小并将信号和电源的电磁场屏蔽起来的关键。
从信号走线来看，好的分层策略应该是把所有的信号走线放在一层或若干层，这些层紧挨著电源层或接地层。
对於电源，好的分层策略应该是电源层与接地层相邻，且电源层与接地层的距离尽可能小，这就是我们所讲的“分层”策略。
下面我们将具体谈谈优良的PCB分层策略。
1．布线层的投影平面应该在其回流平面层区域内。
布线层如果不在其回流平面层地投影区域内，在布线时将会有信号线在投影区域外，导致“边缘辐射”问题，并且还会导致信号回路面积地增大，导致差模辐射增大。
2．尽量避免布线层相邻的设置。
因为相邻布线层上的平行信号走线会导致信号串扰，所以如果无法避免布线层相邻，应该适当拉大两布线层之间的层间距，缩小布线层与其信号回路之间的层间距。
3．相邻平面层应避免其投影平面重叠。
因为投影重叠时，层与层之间耦合电容会导致各层之间噪声互相耦合。
多层板设计时钟频率超过5MHz，或信号上升时间小于5ns时，为了使信号回路面积能够得到很好的控制，一般需要使用多层板设计。
在设计多层板时应注意如下几点原则：1．关键布线层（时钟线、总线、接口信号线、射频线、复位信号线、片选信号线以及各种控制信号线等所在层）应与完整地平面相邻，优选两地平面之间，如图1所示。
关键信号线一般都是强辐射或极其敏感的信号线，靠近地平面布线能够使其信号回路面积减小，减小其辐射强度或提高抗干扰能力。
48v220v逆变器设计
电力电子器件目录电力电子器件 (1)一、不可控器件 (2)1、普通二极管 (2)2、快速回复二极管 (2)3、肖特基二极管 (2)二、半控型器件 (2)1、快速晶闸管 (3)2、双向晶闸管 (3)3、逆导晶闸管 (3)4、光控晶闸管 (4)三、全控型器件 (4)1、电力晶体管. (4)2、门极可关断晶闸管（GTO） (4)3、电力场效应管 (4)4、绝缘栅双极晶体管 (5)5、集成门极换流晶闸管 (5)6、电子注入增强型晶体管 (6)7、（MCT）MOS控制晶闸管 (6)、集成电力电子模块（IPEM） (6)Ps 、基于新型材料的电力电子器件 (7)1、砷化镓 (7)2、碳化硅 (7)结语 (7)电力电子器件又称为开关器件，是应用于电力领域的电子器件，其控制范围可以从1W 一下都数百MW,甚至GW。
目前电力电子器件有多种分类方式。
例如，按照器件的结构和工作机理可分为,双极型器件,单极型器件和混合型器件；按照驱动电路信号的性质可以分为。
电流驱动型和电压驱动型器件；按照被控制程度可以分为，半控型器件和全控型器件，不可控器件。
本文按被控程度的分类对电力电子器件进行分析。
一、不可控器件二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、高频整流和逆变，以及低压高频整流的场合，具有不可替代的地位。
二极管的主要类型有：1、普通二极管又称整流二极管（Rectifier Diode）多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路其反向恢复时间较长正向电流定额和反向电压定额可以达到很高。
2、快速回复二极管其trr更短（可低于50ns）， UF也很低（0.9V左右），但其反向耐压多在1200V以下。
从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。
前者trr为数百纳秒或更长，后者则在100ns以下，甚至达到20~30ns。
3、肖特基二极管以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管。
DC+48V直流电源设计
DC+48V直流电源设计邵慧彬;宋占锋;孙志刚【摘要】设计实现DC+ 48V直流双母线智能控制监测电源,此电源可以直接接入负载和蓄电池组,输入电压经过DC+ 48V整流模块直流配电构成直流双母线系统,配送给设备及蓄电池等单元,同时采集48V输出电压和蓄电池组的充放电电压及电流,提供电压和电流的监测,并会同监控单元共同实现维护和管理功能.直流配电单元不仅能为后级设备提供直流电源,为用户的管理和维护提供电流、电压信号,还可以根据用户需要提供各支路通断情况及声光告警指示.设计创新点在于:(1)增强单个整流模块的监控精度,通过监控单元调节整流模块的输出电压和恒流特性；(2)增加蓄电池组回路分流器,监视充电和放电电流；(3)取消用于测试蓄电池的放电电阻及相应的电子开关,降低了系统成本,改用系统软件实现电池容量测试；(4)采用数字信号传输,提高信号传输精度.该设计简单、科学、实用、经济,更具人性化,具有很好的市场价值和广阔的应用前景.【期刊名称】《张家口职业技术学院学报》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】4页(P52-55)【关键词】DC+48V直流电源;智能监测;声光告警;传输精度【作者】邵慧彬;宋占锋;孙志刚【作者单位】张家口职业技术学院,河北张家口075051;张家口职业技术学院,河北张家口075051;张家口职业技术学院,河北张家口075051【正文语种】中文【中图分类】TN861 引言随着时代的进步、科技的发展，应用电子技术迎来了新的春天，无论是在工业还是家居领域中，数字化智能化产品不断崛起、不断面世，自动化产品使用越来越广泛。
双母线智能监测直流供电电源广泛应用于高端电子仪器、教学试验和科学研究等领域。
目前使用的可控直流电源大部分是点动的，采用分立元件，体积大、效率低、可靠性差，操作不方便，故障率高。
随着电子技术的发展，各种电子、电器设备对电源性能要求提高，电源不断朝数字化，高效率，模块化和智能化发展[1-4,11,12]。
单周期控制的DC48V_AC220V正弦波逆变器_乔崇明
单周期控制的DC48V-AC220V正弦波逆变器DC48V-AC220V SPWM Converter Based on One-cycle Control浙江大学乔崇明蔡荣芳钱晓燕成本茂(杭州310027)摘要:提出了一种基于单周波非线性控制的DC48V-AC220V正弦波逆变器,详细阐明了控制原理,仿真和实验结果表明:这种逆变器输出电压的稳定精度较高,同时具有优良的动态特性。
Abstract:A new type of DC48V-AC220V SPW M conver ter based on one-cycle control is pr esented.T he control pr inciple is described in detail.T his conv er ter has the advant ag es of high stable accur acy and ex cellent dynamic performances.A ll of these are verified by the simulation and ex periment.叙词:单周期控制仿真Keywords:one-cycle;control;sim ulation1概述DC48V-AC220V正弦波逆变器不仅是不间断电源(UPS)的主要部分,而且可以在宾馆、电力机车、轮船以及其它工业领域充当备用电源,在目前国内供电不足的情况下有着广泛的发展前景。
本文提出一种基于单周期控制的DC48V-AC220V逆变器,电路分为两级如图1,前级是由一个单周期控制,采用变压器隔离的Buck升压电路,单周期控制是一种非线性控制[1]。
这种控制方式可以增强系统的抗输入扰动性;系统从输入到输出是一个单周期控制的单闭环电路,动态性能较好。
系统的后级是50H z控制的逆变桥,逆变桥中的开关管驱动电路采用高频调制脉冲变压器,取代了光耦及辅助电源,简化电路,降低成本。
DC48V供电设计技术
铁路客车DC48V供电技术作者 胡晓春内容提要:本文重点介绍了客车DC48V供电设计的设计原则、设计步骤、设计要点，对铁路客车DC48V 系统供电设计的掌握将有积极的帮助。
※ ※ ※1概述在旅客列车的设计技术中，供电技术占据着极其重要的位置。
建国60年来，铁路客车经历了22（23）型、25型、动车组三个重要发展阶段，客车供电由轴驱发电、发电车（或机车）集中供电发展到动车组机电一体化，供电电源由DC48V、AC380V到DC600V，控制方式从简单的硬线控制发展到复杂的PLC和网络控制，保护措施从简单的硬件保护到软件智能和特殊装置的保护，充分体现了客车供电在铁路大发展中的技术进步。
供电技术是现代高速客车转向架、制动和供电三大核心技术之一，是列车快速、舒适、安全运行的基本保证。
DC48V供电是22型客车曾经采用的供电方式，而今天铁路客车已全面进入25型客车和和高速动车组时代，为什么本文还要讨论DC48V供电技术呢，笔者认为，尽管22型客车已不再制造，而且在线运用车也会逐步淘汰，但是毕竟在线运行客车还有7200多辆，而且绝大部分经过翻新改造，在一定程度上体现了现代设计技术，延长了使用周期，所以我们不仅要了解其设计技术，而且要对在线运行客车提供必要的技术服务。
下面就轴驱发电的DC48V供电系统的设计步骤、供电系统及电气设计进行介绍，供大家学习参考。
2设计步骤2．1设计依据《技术规范》对供电系统的有关规定；总体设计及要求；相关技术标准的规定（铁道部技术政策、国内相关标准）；2．2设计方案确定供电方式确定（是否为子母车）；用电负载确定（灯具、电风扇、播音器、插座等）及负荷计算；系统方案确定（系统原理图）；重要部件确定（发电机、车下整流箱、车上配电盘）；布线方式确定。
2．3提出联系书由于供电系统涉及车上车下及车端，范围较大，与车体及转向架等相关部分的设计关系均应全部确定并按要求提出联系书。
需提出联系书的部件及零件有：综合配电盘，顶灯，角灯，地灯（仅硬卧车），电扇，播音器，乘务员室插座，KP-2B(或KP-2A)整流箱,电池箱，干线及支线的穿线钢管，轴报盒，引上线管2．4完成设计根据联系书进行施工图纸设计（包括车上电气装置、车下电气装置、车端电气装置及车上车下电气线路图，控制盘原理图设计）。
DC48V供电设计技术
铁路客车DC48V供电技术作者 胡晓春内容提要:本文重点介绍了客车DC48V供电设计的设计原则、设计步骤、设计要点，对铁路客车DC48V 系统供电设计的掌握将有积极的帮助。
※ ※ ※1概述在旅客列车的设计技术中，供电技术占据着极其重要的位置。
建国60年来，铁路客车经历了22（23）型、25型、动车组三个重要发展阶段，客车供电由轴驱发电、发电车（或机车）集中供电发展到动车组机电一体化，供电电源由DC48V、AC380V到DC600V，控制方式从简单的硬线控制发展到复杂的PLC和网络控制，保护措施从简单的硬件保护到软件智能和特殊装置的保护，充分体现了客车供电在铁路大发展中的技术进步。
供电技术是现代高速客车转向架、制动和供电三大核心技术之一，是列车快速、舒适、安全运行的基本保证。
DC48V供电是22型客车曾经采用的供电方式，而今天铁路客车已全面进入25型客车和和高速动车组时代，为什么本文还要讨论DC48V供电技术呢，笔者认为，尽管22型客车已不再制造，而且在线运用车也会逐步淘汰，但是毕竟在线运行客车还有7200多辆，而且绝大部分经过翻新改造，在一定程度上体现了现代设计技术，延长了使用周期，所以我们不仅要了解其设计技术，而且要对在线运行客车提供必要的技术服务。
下面就轴驱发电的DC48V供电系统的设计步骤、供电系统及电气设计进行介绍，供大家学习参考。
2设计步骤2．1设计依据《技术规范》对供电系统的有关规定；总体设计及要求；相关技术标准的规定（铁道部技术政策、国内相关标准）；2．2设计方案确定供电方式确定（是否为子母车）；用电负载确定（灯具、电风扇、播音器、插座等）及负荷计算；系统方案确定（系统原理图）；重要部件确定（发电机、车下整流箱、车上配电盘）；布线方式确定。
2．3提出联系书由于供电系统涉及车上车下及车端，范围较大，与车体及转向架等相关部分的设计关系均应全部确定并按要求提出联系书。
需提出联系书的部件及零件有：综合配电盘，顶灯，角灯，地灯（仅硬卧车），电扇，播音器，乘务员室插座，KP-2B(或KP-2A)整流箱,电池箱，干线及支线的穿线钢管，轴报盒，引上线管2．4完成设计根据联系书进行施工图纸设计（包括车上电气装置、车下电气装置、车端电气装置及车上车下电气线路图，控制盘原理图设计）。
开关电源的变压器EMC设计
对于带变压器拓扑结构的开关电源来说，变压器的电磁兼容性(EMC)设计对整个开关电源的EMC水平影响较大。
本文以一款反激式开关电源为例，阐述了其传导共模干扰的产生、传播机理。
根据噪声活跃节点平衡的思想，提出了一种新的变压器EMC设计方法。
通过实验验证，与传统的设计方法相比，该方法对传导电磁干扰(EMI)的抑制能力更强，且能降低变压器的制作成本和工艺复杂程度。
本方法同样适用于其他形式的带变压器拓扑结构的开关电源。
随着功率半导体器件技术的发展，开关电源高功率体积比和高效率的特性使得其在现代军事、工业和商业等各级别的仪器设备中得到广泛应用，并且随着时钟频率的不断提高，设备的电磁兼容性(EMC)问题引起人们的广泛关注。
EMC设计已成为开关电源开发设计中必不可少的重要环节。
传导电磁干扰(EMI)噪声的抑制必须在产品开发初期就加以考虑。
通常情况下，加装电源线滤波器是抑制传导EMI的必要措施l1l。
但是，仅仅依靠电源输入端的滤波器来抑制干扰往往会导致滤波器中元件的电感量增加和电容量增大。
而电感量的增加使体积增加；电容量的增大受到漏电流安全标准的限制。
电路中的其他部分如果设计恰当也可以完成与滤波器相似的工作。
本文提出了变压器的噪声活跃节点相位干燥绕法，这种设计方法不仅能减少电源线滤波器的体积，还能降低成本。
1 反激式开关电源的共模传导干扰电子设备的传导噪声干扰指的是：设备在与供电电网连接工作时以噪声电流的形式通过电源线传导到公共电网环境中去的电磁干扰。
传导干扰分为共模干扰与差模干扰两种。
共模干扰电流在零线与相线上的相位相等；差模干扰电流在零线与相线上的相位相反。
差模干扰对总体传导干扰的贡献较小，且主要集中在噪声频谱低频端，较容易抑制；共模干扰对传导干扰的贡献较大，且主要处在噪声频谱的中频和高频频段。
对共模传导干扰的抑制是电子设备传导EMC设计中的难点，也是最主要的任务。
反激式开关电源的电路中存在一些电压剧变的节点。
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AC220v,DC48v电路EMC设计方案
AC220V和DC48V是通信电子产品应用最广泛的工作电压，AC220V和DC48V电路的EMC 设计好坏关系到通信设备运行的稳定性，下面赛盛技术利用电磁兼容设计平台（EDP）从原理图方面设计两款电路的EMC设计方案。
1. AC220V电路2KV防雷滤波设计
图1 AC220V电路2KV防雷滤波设计
图2
接口电路设计概述：
交流电源接口通过电源线与电网连接为电气设备提供电能，产品在工作中产生各种干扰，如电源变换电路、高频变压器、数字电路等产生的干扰，这些干扰通过电源接口形成对电网的传导干扰以及对空间的辐射干扰；
当电网上有大功率感性负载通断或电网遭受雷击时，会在电源接口产生瞬态的脉冲干
扰和浪涌干扰，若电源接口不进行防护滤波设计，这些干扰容易影响产品的正常工作，雷电干扰甚至能损坏设备，因此交流电源接口需要进行电磁兼容设计，确保设备工作稳定；
本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；同时兼容接口防雷设计；本方案防雷电路设计可通过IEC61000-4-5标准，共模2000V，差摸1000V的接口防雷测试。
电路EMC设计说明：
（1）
电路滤波设计要点：
L1、C1、C3、C4组成第一级滤波电路。
C1为差模滤波电容，主要滤除差模干扰；C3、C4为共模滤波电容，为共模干扰提供低阻抗回路；L1为共模滤波电感，对共模干扰进行抑制。
L2、C2、C5、C6组成第二级滤波电路，C2为差模滤波电容，主要滤除差模干扰，C5、C6为共模滤波电容，为共模干扰提供低阻抗回路，L2为共模滤波电感，对共模干扰进行抑制；
若产品功率大，干扰强，单级滤波插入损耗有限，则设计前期需要考虑多级滤波；
C19为整流桥的高频滤波电容，一般采用小电容，主要为整理桥的高频谐波电流提供回流路径；
C20为变压器的高频滤波电容，一般采用小电容，主要为变压器的高频谐波电流提供回流路径；
C15和R13组成续流管上的削尖峰电路，C15电容典型取值为1000pF，R13电阻典型取值为10Ω；
C12和R12组成PWM控制线上的滤波电路，C12电容典型取值为47pF，R12电阻典型取值为10Ω，其值可根据后续测试情况进行调整；
L4和C8组成输出端滤波电路，主要为输出端口进行共模和差模滤波；
各种功能地通过电容连接，电容典型取值为1000pF，其值可根据后续测试情况进行调整；
（2）电路防护设计要点
RV1、RV2、RV3、GDT1组成第一级防护电路，其中RV1进行差模防护、RV2、RV3、GDT1进行共模防护。
RV2、RV3、GDT1防护器件会导致绝缘耐压试验不能通过，当接口需要考虑绝缘耐压试验时建议去掉RV2、RV3、GDT1三个元器件。
（3）特殊要求
电路中所有的电容应符合安规的要求，差模电容选取额定电压250V以上X电容，共模电容选取额定电压250V的Y电容；
因为压敏电阻失效模式为短路，可能会造成大电流，所以需要增加保险丝F1，并且保险丝F1位置要靠近接口放置。
（4）器件选型要点
交流电源接口电路中的Y电容（C3、C4和C5、C6）容值选取范围为100pF~4700pF，典型值选取2200pF；
交流电源接口电路中的X电容（C1和C2）容值选举范围为0.1μF~2.0μF第一级中的X 电容C1典型值选取0.33μF，第二级滤波中的X电容C2典型值选取1.0μF；
L1、L2、L4为共模电感，共模电感感值范围为100μH~30mH，典型值选取15mH；
输出端的滤波电容C8取值范围为100PF~0.1uF，典型取值为10nF；
RV1、RV2、RV3压敏电阻选择压敏电压范围466V~616V，典型值选取550V，压敏电阻RV1的通流量(10次冲击)选择大于等于167A，压敏电阻RV2、RV3的通流量(10次冲击)选择大于等于167A；
GDT1气体放电管选择直流击穿电压为466V~616V，典型值选取550V，通流量选择大于等于167A。
2. DC48V电源2KV防雷滤波电路
图3 DC48V电源2KV防雷滤波电路
接口电路设计概述：
直流电源接口应用于直流输入输出接口DC48V。
本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计；同时兼容接口防雷设计；本方案防雷电路设计可通过IEC61000-4-5标准，共模2000KV，差摸1000KV的接口防雷测试。
电路EMC设计说明：
（1）
电路滤波设计要点：
L1、C1、C3、C4组成第一级滤波电路。
C1为差模滤波电容，主要滤除差模干扰，其滤波频段覆盖150kHz-500kHz。
C3、C4为共模滤波电容，为共模干扰提供低阻抗回路，其滤波频段覆盖10MHz-30MHz。
L1为共模滤波电感，对共模干扰进行抑制,其滤波频段覆盖10MHz-30MHz；
L2、C2、C5、C6组成第二级滤波电路。
C2为差模滤波电容，主要滤除差模干扰其滤
波频段覆盖150kHz-500kHz。
C5、C6为共模滤波电容，为共模干扰提供低阻抗回路，其滤波频段覆盖10MHz-30MHz。
L2为共模滤波电感，对共模干扰进行抑制,其滤波频段覆盖10MHz-30MHz；
L6、L7、C10、C11组成第三极滤波电路。
C10、C11为差模滤波电容，L6、L7为差模电感，主要滤除差模干扰；
L4、C9、C8组成输出端滤波电路。
C9为4.7uF的电解电容，主要针对低频噪声的滤波，其值可根据测试情况进行调整；C8为1000pF的小电容，主要针对高频噪声的滤波，其值可根据测试情况进行调整；L4为共模电感，主要滤除输出端共模干扰；
保护地与输出端负极通过1000pF的电容C16连接，主要为输出端干扰提供泄流路径；
（2）电路防护设计要点
RV1、RV2、RV3、GDT1组成第一级防护电路，其中RV1进行差模防护、RV2、RV3、GDT1进行共模防护。
RV2、RV3、GDT1防护器件会导致绝缘耐压试验不能通过，当接口需要考虑绝缘耐压试验时建议去掉RV2、RV3、GDT1三个元器件。
（3）特殊要求
电路中所有的电容要符合安规的要求，差模电容选取耐压值AC275V，共模电容选取Y 电容；
保险丝F1位置要靠近接口放置。
因压敏电阻失效模式为短路，可能会造成大电流，因此需要增加保险丝。
（4）器件选型要点
电路中Y电容（C3、C4和C5、C6）容值选取范围为100pF~4700pF，典型值选取2200pF；
电路中X电容容值取值范围为0.1μF ~10μF，C1和C2典型值为0.22μF；C10和C11典型值选取0.68μF ；
L1、L2、L4为共模电感，感值取值范围为100μH~30mH，典型值选取15mH；
L6、L7为差模电感，感值取值范围为10μH ~1mH，典型取值选取47μH；
RV1、RV2、RV3压敏电阻选择压敏电压范围466V~616V，典型值选取550V，压敏电阻RV1的通流量(10次冲击)选择大于等于167A，压敏电阻RV2、RV3的通流量(10次冲击)选择大于等于167A；
GDT1气体放电管选择直流击穿电压为466V~616V，典型值选取550V，通流量选择大于等于167A。
以上元器件的取值后续可以根据实际的测试情况进行调整。
电磁兼容设计平台（EDP），依据最专业的EMC专家方案知识库，快速输出符合产品设计要求的指导性的EMC解决方案。
即是工程师身边的产品设计、学习助手，又是企业的EMC 技术方案库，是产品电磁兼容性能的保证。