高频高压电源的电磁兼容设计方法综述

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高频高压电源的电磁兼容设计方法综述_刘坤

高频高压电源的电磁兼容设计方法综述_刘坤
首先,该系统中充电电源本身就是一个电磁干扰源,其中 的开关器件及高频变压器在工作过程中都会发射巨大的电磁 能量,产生电磁干扰。对于开关器件的电磁干扰研究早在上世 纪 90 年代就已有纪录,文献[2-5]分别分析了晶闸管、IGBT、
环境下能正常工作,并且不对该环境中任何事物构成不能承
MOSFET 等开关器件所产生的电磁干扰现象。另外,文献
Abstract: As the extensive use of high- frequency and high- voltage power supply (HHPS), it is required to be more stable and reliable. Solving the electromagnetic compatibility (EMC) of HHPS becomes the new study focus. Combining with the feature of HHPS and the base theory of EMC, the recent studying conditions on the EMC of HHPS was concluded, and the series effective methods were summarized to reduce the electromagnetic interference (EMI) on three aspects, which restrained the interference sources, cut off the route transmissions and protected the sensitive equipments. The studying direction of the EMC design of HHPS was also provided. Key words: high- frequency and high- voltage power supply; electromagnetic compatibility; reduce the electromagnetic interference

高频开关电源设计中的电磁兼容性分析与设计

高频开关电源设计中的电磁兼容性分析与设计

2017年第7期 信息通信2017(总第 175 期)INFORMATION&COMMUNICATIONS(S u m.N o 175)高频开关电源设计中的电磁兼容性分析与设计陈霖,和谦(广州海格通信集团股份有限公司,广东广州M0663)摘要:开关器件、整流管、高频变压器、滤波电感都是高频开关电源的强大的电磁干扰源。

这些电磁干扰影响了系统的可 靠性。

文章将对开关管、整流管、高频变压器等概念进行阐述,随后对高频开关电源的电磁兼容性进行了设计探讨。

关键词:高压变频器;开关电源;电磁兼容性;设计中图分类号:TM921.51 文献标识码:A文章编号=1673-1131(2017)07-0063-03〇引言由于采用了脉冲宽度调制(PWM)技术,导致了高频开关 电源形成了矩形脉冲波形,有大量的谐波分布在开关管上升 沿、下降沿部分,而在输出整流管反向恢复过程中也出现电磁 干扰。

虽然可以通过提高开关频率来控制电源的体积、质量,然而会造成更严重的电磁干扰,使得高频开关电源电磁兼容 性(EMC)降低,不利于系统的可靠性,这些引起了行业对高频 开关电源电磁兼容性的设计的注意。

1相关概念开关稳压电源电路中,开关K的工作周期为T,其导通时 间为其输入电源为V t o,那么电压平均值V ab的计算公式如 下:VAB=B j J T =D V b,其中是下图中A B段的电压平均值,£> =k",表示为 占比。

下图中一旦接通K,就能将V to和滤波电路供电到& (负载),断开K,就会停止\^的的能量供给。

为了使得心有持续的能量供给,需要配备一套储能装置。

图1开关稳压电源电路原理其中L是储能电感,D二维续流二极管,C2是滤波电容。

1.1开关管与整流管在高频通断时,高频开关电源的开关管、整流管会产生强 大的脉冲,其根源是di/d t和dv/d t的产生,这样的脉冲有着复 杂的脉冲与很宽的频带,由此形成强大的干扰源。

高压输电线路的电磁兼容性分析与优化技术

高压输电线路的电磁兼容性分析与优化技术

高压输电线路的电磁兼容性分析与优化技术随着电力需求的不断增长,高压输电线路在现代社会中扮演着至关重要的角色。

然而,随之而来的电磁兼容性问题也成为了一个关键的挑战。

高压输电线路的电磁兼容性分析与优化技术的研究,旨在解决这些问题,并确保电力系统的安全稳定运行。

在进行高压输电线路的电磁兼容性分析之前,我们首先需要了解电磁兼容性的概念。

电磁兼容性可以被定义为系统或设备在电磁环境中正常运行,并且同时不对其他系统或设备产生不可接受的电磁干扰的能力。

因此,在进行电磁兼容性分析时,我们需要考虑系统的电磁辐射和抗干扰能力。

高压输电线路的电磁辐射会对其周围环境产生影响,尤其是对电子设备和通信系统。

因此,为了减少电磁辐射对周围环境的干扰,需要针对高压输电线路进行电磁辐射分析和优化。

在电磁辐射分析中,可以采用电磁场计算模型和测量方法来评估高压输电线路的辐射场强度。

一些常用的电磁场计算模型包括有限元法和辐射积分法。

此外,还可以采用电磁辐射测量技术来验证计算模型的准确性。

通过对高压输电线路的电磁辐射进行分析,可以确定其辐射场的分布特性,并采取相应的措施来减少辐射幅度和范围。

另一方面,高压输电线路的抗干扰能力也是兼容性优化的关键问题。

电磁干扰可以分为外部干扰和内部干扰。

外部干扰一般来源于其他电力设备或无线电设备产生的电磁辐射,而内部干扰则指在电力系统内部传递的干扰。

为了提高高压输电线路的抗干扰能力,可以采用以下几种策略。

首先,通过对输电线路的电磁环境进行分析,可以确定可能产生干扰的来源和特性。

然后,可以采取合适的设计措施,比如增加线路的屏蔽、改变线路的布局和结构等,以减轻或消除干扰的影响。

此外,还可以采用信号处理和滤波技术来提高线路的抗干扰能力。

除了以上的电磁兼容性分析和优化技术外,还可以考虑使用新的材料和技术来改善高压输电线路的电磁兼容性。

例如,可以利用电磁屏蔽材料和涂层来减少线路的辐射,并采用新的线路结构来提高线路的抗干扰能力。

探讨高频开关电源设计中的电磁兼容问题

探讨高频开关电源设计中的电磁兼容问题

探讨高频开关电源设计中的电磁兼容问题
引言
开关电源与线性稳压电源相比,具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等许多优点,己被广泛应用于计算机及其外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。

但开关电源的突出缺点是能产生较强的电磁干扰(EMI)。

EMI信号既具有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经传导和辐射后会污染电磁环境,对通信设备和电子产品造成干扰。

如果处理不当,开关电源本身就会变成一个骚扰源。

目前,电子产品的电磁兼容性(EMC)日益受到重视,抑制开关电源的EMI,提高电子产品的质量,使之符合EMC标准,已成为电子产品设计者越来越关注的问题。

本文就高频开关电源设计中的电磁兼容性问题进行了探讨。

1、开关电源的组成及工作原理
1.1、组成
开关电源的组成框图如图1所示,它由以下几个部分组成:
1)主电路包括输入滤波器、整流与滤波、逆变、输出整流与滤波;
2)控制与保护电路;
3)检测与显示电路除了提供保护电路所需的各种参数外,还提供各种显示数据;
4)辅助电源。

图1、开关电源的组成框图
1.2、开关稳压电源原理
开关稳压电源电路如图2所示。

图2中的开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开,在K接通时,输入电源Vin通过K和滤波电路供电给负载RL,当K断开时,输入电源Vin 便中断了能量的提供。

可见,输入电源向负载提供能量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,。

高压电源 电磁兼容设计

高压电源 电磁兼容设计

高压电源电磁兼容设计高压电源是一种电力设备,用于将低压电源转换为高压电源,常用于工业生产、实验室研究等领域。

然而,高压电源在使用过程中往往会产生电磁干扰,对周围的电子设备和系统造成不良影响。

因此,电磁兼容设计成为高压电源设计中不可忽视的重要因素。

要实现电磁兼容设计,首先需要了解电磁干扰的产生原因。

高压电源产生的电磁干扰主要有两个方面:辐射干扰和传导干扰。

辐射干扰是指高压电源产生的电磁波通过空气传播,干扰周围的电子设备。

传导干扰是指高压电源通过导线传输的电磁波干扰周围的设备。

因此,为了减少电磁干扰,需要在电磁兼容设计中采取一系列措施。

对于辐射干扰,可以通过屏蔽和滤波来减少电磁波的辐射。

屏蔽是指将高压电源进行包围,使用金属壳体或屏蔽罩来阻挡电磁波的传播。

滤波是指在电源输入端添加滤波器,通过滤波器来滤除电磁波中的高频成分,从而减少辐射干扰。

对于传导干扰,可以采取减小干扰源的措施。

高压电源的输出端通常会有高压导线,这些导线会产生较强的电磁场,进而干扰周围的设备。

因此,可以通过合理布线和绕线来减小传导干扰。

合理布线是指将高压导线与低压导线分开布置,减少它们之间的干扰。

绕线是指将高压导线绕成螺旋状,通过磁场的互相抵消来减小干扰。

还可以采用地线的方式来减小干扰。

地线是将高压电源的金属壳体或屏蔽罩与地面连接,通过导电性能好的地面来吸收电磁波,减少干扰的传播。

除了以上措施,还可以采用滤波器和隔离器来进一步减小电磁干扰。

滤波器是一种电路元件,通过选择合适的电容和电感来滤除电磁波中的高频成分。

隔离器是一种设备,可以将高压电源与周围的设备隔离开来,减少传导干扰的传播。

高压电源的电磁兼容设计是非常重要的。

通过屏蔽、滤波、合理布线、绕线、地线、滤波器和隔离器等措施,可以有效减小高压电源的电磁干扰,提高设备的电磁兼容性。

在实际设计中,需要根据具体情况选择合适的措施,并进行合理的组合和布局,从而达到最佳的电磁兼容效果。

只有充分考虑电磁兼容性,才能保证高压电源的正常工作,同时不影响周围设备的正常运行。

高频开关电源的电磁兼容设计

高频开关电源的电磁兼容设计

高频开关电源的电磁兼容设计随着电子技术的发展,高频开关电源已经成为各种电子产品的重要电源模块。

但是,由于高频开关电源工作时存在较强的电磁辐射和抗干扰能力较弱的特点,使得它的电磁兼容性设计成为了电子设备设计中的一个非常重要的问题。

本文将介绍高频开关电源的电磁辐射的形成原因和电磁兼容性设计的方法。

高频开关电源的电磁辐射高频开关电源的工作原理是将交流电压转化为直流电压,然后通过高频开关器进行变换,将电压升高到所需的水平后,再通过输出滤波电路对输出电压进行调整和滤波,输出一般为直流电压或脉冲电压。

在高频开关电源的变换过程中,由于高速开关所产生的高频电流和高电压在电源电路中快速变化,会引起电磁波从电源向周围的空气和导体传播,造成电磁辐射。

高频开关电源的电磁辐射主要有以下几种形式:1.磁场辐射:在高频开关电源的开关元件中,由于电流变化快、交叉磁路多,容易产生较强的磁场,从而导致磁场辐射。

2.电场辐射:在高频开关电源的开关元件中,由于电压变化快、高速切换,容易产生较强的电场,从而导致电场辐射。

3.导线辐射:电路中的导线会以天线的形式辐射出电磁波,是一种常见的辐射形式。

高频开关电源的电磁兼容设计方法高频开关电源的电磁兼容性设计是确保电源的正常工作同时尽可能减少电磁辐射干扰其他电子设备的过程。

下面介绍几个高频开关电源的电磁兼容性设计方法:1.增加滤波和补偿电容在高频开关电源中,可以增加滤波和补偿电容,以减少高频电压漂移和电流谐波干扰。

同时还可以减少开关瞬间开启或关闭时所产生的电磁辐射。

2.优化电源设计在高频开关电源的设计中,应尽量采用集成电感和微波集成电路,同时注意用电容和电感进行平衡。

另外,电源的设计还要注重对地电路的设计,包括对于地线的布局和选择等。

3.提高电源的抗干扰能力对于高频开关电源,可以通过加装抑制器、磁屏蔽等方法来提高电源的抗干扰能力。

另外,还可以通过增加电源的防雷措施来避免由于感应产生的过电压和过电流问题。

电力电子技术中的电磁兼容性设计

电力电子技术中的电磁兼容性设计

电力电子技术中的电磁兼容性设计电磁兼容性设计是电力电子技术中必须关注的一个重要方面。

电力电子设备需要在分布式电源、智能电网、清洁能源和高速列车等应用场景中发挥作用,因此在这些应用场景中需要高度注意电磁兼容性的问题。

在本文中,我们将讨论电力电子技术中的电磁兼容性设计。

1. 什么是电磁兼容性?在我们开始讨论电力电子技术中的电磁兼容性设计之前,让我们首先了解一下什么是电磁兼容性。

电磁兼容性通常是指电子设备在电磁环境中与其他设备、系统或环境进行协调、共存甚至共生存的能力。

简而言之,电磁兼容性是一种能够确保电子设备能正常运行且在电磁环境中不产生外部干扰或承受来自外部的干扰的能力。

2. 电力电子技术中的电磁兼容性电力电子技术中的电磁兼容性设计是确保电力电子设备能够在电磁环境中工作并保持高效性的重要一环。

因为电力电子设备通常在高功率状态下运行,为了确保其不受来自其他设备的干扰以及不会对其他设备或环境造成干扰,必须从设备选型、设计、制造和安装等方面考虑电磁兼容性。

3. 电磁干扰的来源电磁干扰的来源是多方面的,它可以来自电力电子设备自身,也可以来自其他设备或环境。

在电力电子技术中,电磁干扰主要来自以下几个方面:(1) 电源/信号线。

电源和信号线是交流电功率/信号输入和输出的主要途径。

这些线路可以作为天线,发射和接收电磁波信号。

(2) 开关元件。

开关元件的开关动作会产生大量噪声和高频随机变化,从而产生电磁干扰。

(3) 电磁辐射。

所有的电子设备都会产生电磁辐射。

尤其是在高压和高功率设备中,电磁辐射可能会对周围的设备和人产生影响。

4. 电磁兼容性设计的方法电磁兼容性设计是为了确保电力电子设备可以在电磁环境中正常工作而采用的一系列方法和手段。

这些方法和手段包括:(1) 策略性地选择设备。

在电力电子设备设计的起始阶段,选择高品质的设备是非常重要的。

例如,低噪声、低漏磁等特性的元器件可以降低设备的电磁辐射和电磁信噪比。

(2) 开展电磁兼容性分析。

高压输电线路的电磁兼容性分析与设计

高压输电线路的电磁兼容性分析与设计

高压输电线路的电磁兼容性分析与设计随着电力需求的不断增长,高压输电线路在现代社会中起着至关重要的作用。

然而,高压输电线路所携带的巨大电场和磁场往往会对周围环境和其他设备产生干扰,引发电磁兼容性问题。

因此,电磁兼容性分析与设计成为了高压输电线路设计中的重要环节。

在对高压输电线路的电磁兼容性进行分析时,首先需要对其电磁辐射和电磁灵敏性进行评估。

电磁辐射是指高压输电线路所产生的电磁场向周围空间传播的现象,而电磁灵敏性则是指高压输电线路所面临的外部电磁场对其造成的干扰。

通过准确分析电磁辐射和电磁灵敏性,可以确定高压输电线路的电磁兼容性问题,并采取相应的设计措施。

为了降低高压输电线路的电磁辐射,可以采用以下几种技术手段。

首先,可以通过合理的线路布置和绝缘设计来减少电磁辐射。

合理的线路布置可以减少电流回路的长度,从而减少电磁场的辐射程度;而绝缘设计则可以减少高压输电线路上的电磁辐射。

其次,可以通过增加线路的屏蔽来减少电磁辐射。

将高压输电线路的导线用屏蔽材料包覆,可以有效地隔离电磁场的辐射。

此外,选择合适的材料也可以降低电磁辐射。

具有低电导率和低磁导率的材料可以减少电磁辐射的程度。

除了电磁辐射外,高压输电线路还需要考虑其电磁灵敏性。

为了提高高压输电线路的电磁兼容性,可以采用以下几个方面的设计措施。

首先,可以通过增加线路的抗干扰能力来提高其电磁兼容性。

通过合理的线路布置和绝缘设计,可以增强高压输电线路对外部电磁场的抵抗能力。

其次,可以采用屏蔽技术来提高线路的电磁兼容性。

将高压输电线路的导线用屏蔽材料包覆,可以有效地隔离外部电磁场的干扰。

此外,选择合适的材料也可以提高线路的电磁兼容性。

具有高抗干扰能力的材料可以减少外部电磁场对线路的干扰。

综上所述,高压输电线路的电磁兼容性分析与设计是保障其正常运行的重要环节。

通过准确分析电磁辐射和电磁灵敏性,可以发现潜在的电磁兼容性问题,并采取相应的设计措施来降低电磁辐射和提高电磁兼容性。

高频开关电源设计中电磁兼容问题研究 黄兆秋

高频开关电源设计中电磁兼容问题研究 黄兆秋

高频开关电源设计中电磁兼容问题研究黄兆秋摘要:伴随着电子技术的发展,高频开关电源已进入各种电子、电器设备领域。

现在的高频开关电源控制已向“高、精、尖”方向发展,这些器件体积小、精度高,但电源内部的电磁干扰、辐射比原来更强了,为了使高频开关电源在预期的电磁环境下能正常工作、无性能降低及故障,并对电磁环境中的任何事物不构成电磁干扰,必需对其进行电磁兼容。

重点论述高频开关电源中电磁干扰的途径及兼容措施。

关键词:高频开关电源;电磁干扰;电磁兼容;电子技术随着电子技术以及功率开关管器件的发展,使开关电源越来越工作在高频开关状态,高频开关电源具有完好的电磁兼容性是目前发展的一种趋势。

随着开关电源频率的增加,其内部电磁环境变得复杂,引起的传导骚扰以及辐射骚扰也会增加,从而对周围电子设备的正常工作产生重大影响。

电磁兼容(EMC)是指设备或系统在其一定的电磁环境中符合要求正常运行并不对其环境中的任何电子设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。

因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境不能产生过高的电磁干扰能量,不对处在同一环境中的设备产生过高的电磁干扰EMI;另一方面是指设备正常运行本身要具备一定的抗干扰能力即电磁敏感性。

1.频开关电源电磁骚扰源的分析图1高频开关电源的主拓扑电路原理图在图la电路中的整流器、功率管Ql,在图1b电路中的功率管Q:~Qs、高频变压器Tt、输出整流二极管D-~Dz都是高频开关电源工作时产生电磁骚扰的主要骚扰源,具体分析如下。

(1)整流器整流过程产生的高次谐波会沿着电源线产生传导骚扰和辐射骚扰。

(2)开关功率管工作在高频导通和截止的状态,为了降低开关损耗,提高电源功率密度和整体效率,开关管的打开和关断的速度越来越快,一般在几微秒,开关管以这样的速度打开和关断,形成了浪涌电压和浪涌电流,会产生高频高压的尖峰谐波,对空间和交流输入线形成电磁骚扰。

(3)高频变压器T-进行功率变换的同时,产生了交变的电磁场,向空间辐射电磁波,形成了辐射骚扰。

高压组合电器的电磁兼容性测试和认证方法

高压组合电器的电磁兼容性测试和认证方法

高压组合电器的电磁兼容性测试和认证方法随着现代技术的快速发展,高压组合电器在各个行业中的应用越来越广泛。

然而,由于电器设备较多,电磁信号相互干扰的问题也愈发突出。

在这种情况下,电磁兼容性测试和认证方法显得尤为重要,以确保高压组合电器在各种电磁环境下的正常工作。

一、电磁兼容性测试方法1. 辐射传导测试:该测试方法旨在检测高压组合电器所产生的电磁辐射和传导干扰。

测试时,可以使用专业的辐射传导测试仪器,对电器设备进行辐射测量和导联电流或共模干扰测量。

通过监测辐射和传导干扰的频谱分布,可以评估电器设备的电磁兼容性。

2. 面对面试验:这种测试方法要求将高压组合电器置于一个标准的电磁环境中,然后观察其与其他电子设备之间是否发生干扰。

通过观察和记录电器设备是否产生异常现象,可以评估其电磁兼容性能。

3. 预测计算和仿真:这种测试方法充分利用电磁仿真软件和数值计算的手段,通过模拟高压组合电器在不同电磁环境下的工作状态,预测其电磁兼容性。

通过对模型进行各种电磁场参数的输入和改变,可以评估电器设备在不同环境中的工作能力。

二、电磁兼容性认证方法1. 标准认证:根据国际、国家或行业标准要求进行电磁兼容性测试,如国家质量认证中心(CNAS)发布的《电子电气产品电磁兼容性测试规范》等。

通过符合ISO 17025标准的认证机构对高压组合电器进行测试和评估,可以获得认证证书,证明其在电磁环境下的兼容性。

2. 第三方检测:将高压组合电器提交给第三方专业的认证机构进行检测和评估,以确认其电磁兼容性。

第三方检测机构通常具备独立性和公正性,并且可以提供权威的检测报告,为电器设备的电磁兼容性提供客观的评价。

3. 自我评估:高压组合电器制造商可以根据相关标准要求对其产品进行自我评估。

通过参考标准文档并按照规定进行测试和评估,制造商可以判断其产品是否符合电磁兼容性要求,并做出相应改进。

三、电磁兼容性测试的必要性1. 保证生产安全:高压组合电器作为复杂的电器设备,其工作过程中可能会产生较高的辐射和电磁场。

高压电力控制配电板的电磁兼容性测试与改进方案

高压电力控制配电板的电磁兼容性测试与改进方案

高压电力控制配电板的电磁兼容性测试与改进方案随着现代电气设备的广泛应用,高压电力控制配电板的电磁兼容性测试与改进方案变得越来越重要。

在工业控制系统中,电磁兼容性对设备的可靠运行和安全性至关重要。

本文将着重探讨高压电力控制配电板的电磁兼容性测试的重要性,并提出改进方案,以确保设备的正常运行和人员的安全。

首先,我们需要了解什么是电磁兼容性。

电磁兼容性指的是设备在电磁环境中的能力,即设备在电磁干扰下保持正常工作的能力。

高压电力控制配电板作为电气设备,面临着各种电磁干扰源,如电力线谐波、电子设备干扰等。

因此,测试和改进电磁兼容性是确保设备正常工作的关键。

为了测试高压电力控制配电板的电磁兼容性,我们需要采取一系列严格的测试步骤。

首先,进行辐射测试。

辐射测试是评估设备是否能够抵抗辐射电磁场干扰的重要工作。

我们可以使用天线和功率分析仪来测量设备在不同频率下的辐射功率。

其次,进行传导测试。

传导测试是评估设备是否能够抵抗来自电源线和信号线等传导路径的电磁干扰的关键测试。

我们可以使用专业的测试设备来检测设备在不同频率下的传导干扰。

在进行电磁兼容性测试之后,我们需要分析测试结果,并提出改进方案。

首先,我们需要分析测试结果中的干扰源和受干扰设备之间的关系。

通过分析,我们可以确定哪些干扰源对设备产生了最大的影响,从而提出有针对性的改进方案。

其次,我们需要对设备进行合适的电磁屏蔽。

电磁屏蔽是提高设备电磁兼容性的重要手段。

我们可以使用金属盒、铁罐等材料对设备进行屏蔽,以减少外部电磁干扰对设备的影响。

除了电磁屏蔽,还需考虑地线设计和滤波器的使用。

地线设计是非常重要的一环,通过良好的地线设计可以有效地减少设备接地电阻,提高设备的抗干扰能力。

同时,在电力控制配电板中使用滤波器可以有效地消除电磁干扰信号,确保设备正常工作。

滤波器种类繁多,如EMC滤波器、陶瓷滤波器等,我们需要根据具体情况选择适合的滤波器。

另外,对高压电力控制配电板进行防护措施也是非常重要的。

耐压仪中高压电源的能效优化与电磁兼容性

耐压仪中高压电源的能效优化与电磁兼容性

耐压仪中高压电源的能效优化与电磁兼容性概述耐压仪是一种用于测试电器设备绝缘性能的重要仪器,高压电源是其核心组成部分。

高压电源在耐压仪中的能效优化和电磁兼容性对其性能和可靠性至关重要。

本文将讨论如何优化耐压仪中高压电源的能效问题,并探讨如何提高其电磁兼容性。

能效优化1. 采用高效率变换器:传统的高压电源通常采用线性调节方式,效率较低。

可以使用开关电源替代传统线性电源,以提高能效。

开关电源具有高转换效率和较低的能量损耗,可以有效地减少电能浪费。

2. 优化电路拓扑结构:选择合适的电路拓扑结构可以提高高压电源的能效。

例如,采用谐振变换器或多级电压升压器可以降低功率损耗,提高能源利用率。

3. 合理设计散热系统:高压电源在工作过程中会产生大量热量,合理设计散热系统可以降低温度,提高能效。

通过使用散热片、风扇等散热装置,有效降低温度,减少能源浪费。

电磁兼容性1. 抑制电磁干扰:高压电源在工作时会产生较强的电磁场,容易对周围的设备和系统产生干扰。

为了提高耐压仪的电磁兼容性,应采取适当的措施来抑制电磁干扰。

例如,使用屏蔽材料包裹高压电源,减少电磁辐射。

2. 减少射频干扰:高压电源会引起射频干扰,对无线通信和其他射频设备产生干扰。

为了提高电磁兼容性,应采用滤波器等设备来减少射频干扰的传播。

3. 地线连接优化:良好的地线连接对于提高电磁兼容性非常重要。

合理布置地线,降低回流电流的路径阻抗,减少电磁辐射和接收到的电磁干扰。

4. 测试与认证:为了确保耐压仪的电磁兼容性,应对其进行全面的测试与认证。

通过使用专业的测试设备,检测仪器在电磁环境下的性能,保证其符合相关的电磁兼容性标准。

总结耐压仪中高压电源的能效优化和电磁兼容性是提高仪器性能和可靠性的重要方面。

通过采用高效率变换器、优化电路拓扑结构和合理设计散热系统,可以提高高压电源的能效。

同时,抑制电磁干扰、减少射频干扰、优化地线连接以及进行测试与认证,有助于提高耐压仪的电磁兼容性。

高压输电线路的电磁兼容性分析

高压输电线路的电磁兼容性分析

高压输电线路的电磁兼容性分析第一章引言高压输电线路是现代电力系统中不可或缺的一部分,其功用是将发电厂产生的电能通过输电线路传输到各个用户。

然而,高压输电线路所产生的电磁辐射会对周围环境和其他电子设备造成干扰。

因此,对高压输电线路的电磁兼容性进行分析与优化已成为一个重要的研究领域。

第二章高压输电线路的电磁辐射特性高压输电线路在运行过程中会产生电磁辐射,主要来自电流的变化和电流通过输电线路所产生的磁场。

其电磁辐射特性主要取决于高压输电线路的结构和工作条件。

为了减小电磁辐射对周围环境的影响和对其他电子设备的干扰,需要详细了解高压输电线路的电磁辐射特性。

第三章高压输电线路的电磁兼容性分析方法高压输电线路的电磁兼容性分析是通过一系列的实验和计算方法来评估其对周围环境和其他电子设备的影响。

常用的分析方法包括电磁辐射测量、电场测量、磁场测量以及电磁兼容性仿真等。

通过这些方法可以获取高压输电线路的电磁辐射数据,并对其进行分析和评估。

第四章高压输电线路的电磁辐射控制措施为了减小高压输电线路的电磁辐射对周围环境和其他电子设备的干扰,需要采取一系列的电磁辐射控制措施。

其中包括但不限于改进线路结构,减小线路高度,增加绝缘距离以及使用电磁屏蔽材料等方法。

这些措施可以有效地降低高压输电线路的电磁辐射水平,提高其电磁兼容性。

第五章高压输电线路的电磁兼容性评估与优化对高压输电线路的电磁兼容性进行评估与优化是一个复杂的过程。

评估主要是根据实际测量数据和仿真结果来分析其对周围环境和其他电子设备的影响。

评估结果可以为后续的优化提供依据。

优化主要是在设计和建设新的高压输电线路时采取一系列的措施来减小其电磁辐射水平,提高其电磁兼容性。

第六章高压输电线路的电磁兼容性实例分析通过对某高压输电线路的电磁兼容性实例分析,可以更好地理解和应用前述的电磁兼容性分析与优化方法。

在此实例中,我们将结合实际测量数据和仿真结果,针对该线路的电磁辐射问题,提出相应的优化措施,并评估其效果。

高频电源电磁兼容优化设计方法

高频电源电磁兼容优化设计方法

Telecom Power Technology研制开发高频电源电磁兼容优化设计方法庞骥庭(西安爱生技术集团有限公司,陕西西安针对传统电源在高频段中的电磁兼容性差,电源电磁辐射数值及辐射范围较大,研究一种基于高频电源电磁兼容优化设计方法。

通过优化电源功率驱动电路平衡输出,设计电源噪声滤除去耦结构,并基于高频电源环路电感进行误差补偿控制,实现了高频电源的电磁兼容优化设计。

通过将优化前的电源和优化后的电源引入相同的实验环境中,对比得出优化后电源的电磁辐射数值和辐射范围均明显减小,兼容性提高,可以确高频电源;辐射范围;电磁兼容Optimization Design Method of Electromagnetic Compatibility of High-Frequency PowerSupplyPANG Jiting(Xi'an ASN Technology Group Co., Ltd., Xi'anAbstract: In view of the poor electromagnetic compatibility of traditional power supply in high frequency band, 2021年4月25日第38卷第8期· 11 ·Telecom Power TechnologyApr. 25, 2021, Vol.38 No.8 庞骥庭:高频电源电磁兼容优化设计方法化。

基于此,本文采用一种新型高压驱动结构,其结构如图1所示。

Level Shift推挽防死区结构高压控制信号低压控制信号开关输出图1 本文电源功率驱动电路结构示意图利用本文上述设计的电源功率驱动电路结构,通过Level Shift 完成对电源电路低压控制信号到高压控制信号的转换,通过推挽和防死区结构实现电源功率驱动电路的死区功能,减小电源运行过程中的传输时延,从而解决电源运行时两组或多组驱动信号不同步的问题。

高压输电线路的电磁兼容性分析与改进

高压输电线路的电磁兼容性分析与改进

高压输电线路的电磁兼容性分析与改进一、引言随着电力需求不断增长,高压输电线路的建设变得越来越重要。

然而,其带来的电磁辐射问题也越来越引起人们的关注。

高压输电线路可能对周围的电子设备和通信系统造成干扰,影响人们的生活和工作。

为了解决这一问题,本文将对高压输电线路的电磁兼容性进行分析,并提出相应的改进措施。

二、电磁辐射及影响高压输电线路产生的电磁辐射主要包括电场辐射和磁场辐射。

这些辐射会对周围的电子设备和通信系统产生干扰,导致其性能下降甚至失效。

例如,在医疗设备、无线通信系统、雷达等关键领域,电磁辐射的干扰可能会导致事故和故障,给人们的生活和工作带来巨大的风险。

三、电磁兼容性分析为了分析高压输电线路的电磁兼容性,首先需要对其电磁辐射进行测量和评估。

通过使用专业的测量设备和方法,可以获取线路不同位置和距离上的电场和磁场辐射强度。

然后,结合电磁波传播模型和相应的计算软件,可以对辐射场进行仿真和预测。

通过对仿真结果的分析,可以确定线路辐射的主要特点和分布规律。

除了辐射强度的测量和评估,还需要对电磁场的频谱特性和地理环境的影响进行分析。

不同频率的电磁辐射对设备和系统的干扰程度不同,因此需要进一步研究其频域特性。

此外,地理环境如地形、建筑物等也会对辐射场产生影响,需要考虑其对电磁辐射传播的散射和衰减作用。

四、改进措施基于对高压输电线路电磁兼容性分析的结果,可以提出相应的改进措施,以降低辐射对周围设备和系统的干扰。

以下是几种常见的改进措施:1. 适当调整线路结构和布局。

通过改变线路的走向、高度和间距,可以减少电磁辐射的传播路径和范围。

例如,采用合理的绝缘支架和距离来降低输电线路的电磁辐射。

2. 加强线路绝缘和接地。

通过提高绝缘材料的质量和性能,减少绝缘电阻和漏电等问题。

此外,合理地设置接地装置,可以减少线路产生的电磁辐射。

3. 使用抗干扰设备和技术。

在关键设备和系统中,可以采用抗干扰设计和技术,提高其对电磁干扰的抵抗能力。

高压启动器的电磁兼容性分析与改进措施

高压启动器的电磁兼容性分析与改进措施

高压启动器的电磁兼容性分析与改进措施为了满足现代工业领域对高压电力设备的需求,高压启动器作为一种重要的电器设备,被广泛应用于各种场景中。

然而,在实际运行过程中,高压启动器可能会产生电磁干扰,影响到其他设备的正常工作。

因此,进行高压启动器的电磁兼容性分析并采取相应的改进措施变得非常重要。

首先,我们需要了解高压启动器的工作原理。

高压启动器主要通过放电间隙产生电弧,并将其传导到点火电极上,从而引燃燃料混合物。

在这个过程中,会产生很高的电压和电流,可能会产生高频和脉冲信号,导致电磁干扰。

针对高压启动器的电磁兼容性分析,我们可以从以下几个方面进行考虑。

首先是电磁辐射问题。

高压启动器在工作时会产生较强的电磁场,对周围的电子设备以及无线通信系统等可能会产生电磁干扰。

为了解决这个问题,一种可行的改进措施是在高压启动器上添加屏蔽材料,以降低辐射强度。

另外,合理设计高压启动器的布局和结构,减小电磁辐射的范围和方向,也是一种有效的方法。

其次是电磁耐受性问题。

在一些特殊环境下,高压启动器可能会受到来自外部电磁场的干扰,导致其无法正常工作。

为了提高高压启动器的电磁耐受性,可以在设计过程中采用电磁波屏蔽材料,使其对外界电磁场的干扰变得更小。

此外,可对高压启动器进行联机测试,以确保其在真实环境下的电磁兼容性。

还有一个关键问题是接地与绝缘。

高压启动器需要在高电压环境下工作,因此接地和绝缘是非常重要的。

良好的接地设计可以减少因接地电阻过大而产生的电磁干扰。

此外,适当的绝缘材料和绝缘结构能够有效防止电压泄漏和漏电现象,提高高压启动器的电磁兼容性。

除了上述改进措施,还可以通过合理的电磁隔离、滤波器的应用和线路调整等方式来改善高压启动器的电磁兼容性。

此外,定期进行电磁兼容性测试和评估,对高压启动器进行监测和维护,也是保证其正常工作的关键所在。

最后,值得强调的是,高压启动器的电磁兼容性分析与改进措施需要在设计阶段就开始考虑。

通过充分的前期分析和设计,可以确保高压启动器在实际运行过程中不会对其他设备产生电磁干扰,保证整个系统的稳定和可靠。

电磁兼容性设计与测试技术研究综述

电磁兼容性设计与测试技术研究综述

电磁兼容性设计与测试技术研究综述电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指电子设备在同一电磁环境下能够正常工作,且不对周围电子设备和系统造成干扰的能力。

在现代社会中,电子设备的广泛应用使得电磁兼容性问题日益突出。

为了保证设备的正常运行和互相之间的协调工作,电磁兼容性设计与测试技术成为了一个重要的研究领域。

一、电磁兼容性设计技术电磁兼容性设计技术是指在电子设备的设计过程中,采取一系列措施来提高设备的电磁兼容性。

首先,要进行电磁兼容性分析,确定设备的敏感性和辐射性。

通过电磁场仿真和分析,可以评估设备在特定频率范围内的辐射和敏感性水平。

其次,要进行电磁噪声抑制。

通过采用屏蔽技术、滤波技术、接地技术等手段,减少设备内部和外部的电磁干扰。

最后,要进行电磁兼容性验证。

通过实验室测试和现场测试,验证设备的电磁兼容性性能是否符合要求。

二、电磁兼容性测试技术电磁兼容性测试技术是指通过一系列测试手段来评估设备的电磁兼容性性能。

首先,要进行辐射测试。

辐射测试是评估设备在特定频率范围内的电磁辐射水平。

常用的测试方法有开放场测试和半开放场测试。

其次,要进行敏感性测试。

敏感性测试是评估设备对外部电磁干扰的敏感程度。

常用的测试方法有电磁脉冲测试和射频干扰测试。

最后,要进行传导测试。

传导测试是评估设备内部电磁干扰的传导途径和传导水平。

常用的测试方法有电源线传导测试和信号线传导测试。

三、电磁兼容性设计与测试技术的挑战电磁兼容性设计与测试技术面临着一些挑战。

首先,电子设备的复杂性和集成度不断增加,使得电磁兼容性问题更加复杂。

其次,电磁兼容性设计与测试技术需要与其他技术相结合。

例如,与电磁场仿真技术、电磁兼容性标准技术、电磁兼容性管理技术等相结合,才能更好地解决电磁兼容性问题。

最后,电磁兼容性设计与测试技术需要不断创新和发展。

随着电子设备的不断发展和更新换代,电磁兼容性问题也在不断变化,需要不断研究新的技术和方法来解决。

44. 如何在高频电路设计中实现电磁兼容?

44. 如何在高频电路设计中实现电磁兼容?

44. 如何在高频电路设计中实现电磁兼容?44、如何在高频电路设计中实现电磁兼容?在当今的电子世界中,高频电路的应用日益广泛,从通信设备到雷达系统,从卫星导航到医疗仪器,高频电路无处不在。

然而,随着电路工作频率的提高,电磁兼容(EMC)问题也变得愈发严峻。

电磁兼容问题不仅会影响电路的性能和可靠性,还可能对周围的电子设备产生干扰,甚至违反相关的电磁法规。

因此,如何在高频电路设计中实现良好的电磁兼容,成为了电子工程师们必须面对和解决的重要课题。

要实现高频电路的电磁兼容,首先需要深入理解电磁兼容的基本概念。

电磁兼容简单来说,就是指电子设备在复杂的电磁环境中,既能正常工作,又不对其他设备产生不可接受的电磁干扰。

这涉及到两个方面:一是设备自身要有足够的抗干扰能力,即电磁敏感度(EMS);二是设备向外发射的电磁能量要控制在规定的限度内,即电磁发射(EMI)。

在高频电路设计中,布线是一个关键环节。

合理的布线可以有效地减少电磁干扰。

对于高频信号线路,应尽量缩短走线长度,以减小信号传输过程中的衰减和反射。

同时,要避免出现直角拐弯,而是采用45 度角或弧形走线,这样可以降低信号传输过程中的阻抗突变。

另外,不同性质的线路,如电源线、地线和信号线,要分开布置,避免相互干扰。

特别是地线,要设计良好的接地系统,以提供稳定的电位参考和良好的电磁屏蔽。

在高频电路中,元器件的选择也对电磁兼容有着重要影响。

例如,选择具有良好高频特性的电容器和电感器。

对于电容器,要考虑其寄生参数,如等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL),这些参数在高频时会对电容的性能产生显著影响。

同样,电感器的寄生电容也会在高频时影响其性能。

此外,选用具有低噪声和低电磁辐射特性的集成电路芯片,也是实现电磁兼容的重要措施。

屏蔽技术是解决电磁兼容问题的常用手段之一。

通过将敏感电路或干扰源用金属屏蔽罩包围起来,可以有效地阻止电磁能量的传播。

屏蔽罩的材料应具有良好的导电性和导磁性,如铜、铝等金属。

高压断路器的电磁兼容性设计与优化

高压断路器的电磁兼容性设计与优化

高压断路器的电磁兼容性设计与优化在现代电力系统中,高压断路器扮演着至关重要的角色,其稳定可靠的运行直接关系到电网的安全性和稳定性。

然而,随着电子技术的迅猛发展,电磁干扰等问题日益突出,高压断路器的电磁兼容性设计与优化显得尤为重要。

本文将针对高压断路器的电磁兼容性进行深入探讨,并提出相应的设计与优化方案。

**1. 电磁兼容性问题的背景**在电力系统中,各种电气设备都会产生电磁干扰,而高压断路器作为电网中的重要设备,其自身的电磁干扰问题尤为突出。

这不仅影响了其自身的正常工作,还可能对周围的其他设备和系统造成干扰,甚至引发电网事故。

因此,高压断路器的电磁兼容性设计成为了当前亟需解决的问题。

**2. 电磁兼容性设计原则**为了提高高压断路器的电磁兼容性,我们需要遵循以下设计原则:- **抑制电磁辐射**: 采取合适的屏蔽措施和电磁隔离技术,降低高压断路器本身产生的电磁辐射,减少对周围设备的干扰。

- **提高抗干扰能力**: 优化高压断路器的电路结构和布局,提高其抗干扰能力,使其能够在复杂的电磁环境下稳定运行。

- **优化接地设计**: 合理设计高压断路器的接地系统,降低接地电阻,减少接地回路对电磁干扰的放大作用。

**3. 电磁兼容性优化方案**针对以上原则,我们可以采取以下优化方案:- **采用合适的材料和结构**: 选择电磁屏蔽性能好的材料,并合理设计断路器的结构,以降低电磁辐射。

- **优化线路布局**: 合理布置高压断路器内部的线路,减少电磁干扰源之间的相互影响,提高系统的抗干扰能力。

- **加强接地设计**: 采用多点接地或深埋接地等方式,降低接地电阻,提高系统的接地性能,减少接地回路对电磁干扰的放大作用。

**4. 实施效果与展望**通过以上设计与优化方案的实施,可以显著提高高压断路器的电磁兼容性,降低其对周围设备和系统的干扰,保障电力系统的安全稳定运行。

未来,随着电子技术的不断进步,高压断路器的电磁兼容性设计与优化将会更加完善,为电力系统的发展提供更加可靠的保障。

高压变电设备的电磁兼容性分析与优化研究

高压变电设备的电磁兼容性分析与优化研究

高压变电设备的电磁兼容性分析与优化研究随着电力系统的发展和扩展,高压变电设备在电力传输和配电系统中起着至关重要的作用。

然而,高压变电设备在运行过程中会产生较强的电磁辐射和电磁干扰,对于周围的电子设备和通信系统造成干扰和损坏。

因此,对高压变电设备的电磁兼容性进行分析和优化研究,对保障电力系统的可靠运行和提高电磁环境质量具有重要意义。

首先,为了进行高压变电设备的电磁兼容性分析,需要对其电磁辐射和电磁干扰进行评估。

电磁辐射是指高压变电设备产生的电磁波在空间中传播的现象,可以通过电磁场强度来衡量。

电磁干扰是指高压变电设备对周围电子设备和通信系统产生的不希望的影响,可以通过干扰电压和干扰电流来评估。

在实际应用中,常常使用电磁兼容性测试仪器来进行电磁辐射和电磁干扰的测量。

通过对高压变电设备的电磁辐射和电磁干扰进行评估,可以确定其电磁兼容性水平。

其次,对于高压变电设备的电磁兼容性不达标问题,需要进行优化研究。

首先,可以通过改进高压变电设备的设计和制造工艺,减少电磁辐射和电磁干扰。

例如,采用金属屏蔽、隔离和滤波等措施,可以有效地控制电磁辐射和电磁干扰。

其次,可以通过优化高压变电设备的电路结构和布局,减少电磁辐射和电磁干扰。

例如,合理布置线路、缩短电源线和通信线的长度,可以有效地降低电磁辐射和电磁干扰。

另外,采用合适的电磁兼容性防护措施,如屏蔽罩、滤波器和灵活接地等,也可以有效地提高高压变电设备的电磁兼容性。

此外,高压变电设备的电磁兼容性还受到外部环境的影响。

例如,周围的电力设备、通信系统和无线电设备都会对高压变电设备的电磁兼容性产生影响。

因此,在进行电磁兼容性分析和优化研究时,需要考虑周围环境的特点和特殊需求。

例如,在高压变电站周围设置屏蔽设施和防护措施,可以减少电磁辐射和电磁干扰。

另外,合理规划高压变电设备的放置位置,避免与其他电子设备和通信系统靠近,也可以提高其电磁兼容性。

在实际应用中,高压变电设备的电磁兼容性分析和优化需要综合考虑各种因素。

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收稿日期:2011-03-02基金项目:电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室开放课题资助项目(SKLD09KM15)作者简介:刘坤(1983—),男,山东省人,工学硕士,主要研究方向为电力电子及其应用、高频高压电源等。

高频高压电源的电磁兼容设计方法综述刘坤,高迎慧,严萍(中国科学院电工研究所,北京100190)摘要:高频高压电源的广泛应用使其稳定性和可靠性的要求不断提高,解决高频高压电源的电磁兼容问题成为新的研究热点。

根据高频高压充电电源的特点,结合电磁兼容设计的基本理论,归纳了近年来对于高频高压电源电磁兼容问题的研究情况,从抑制干扰源、切断传播途径、保护敏感设备三个方面总结了一系列有效的抑制电磁干扰的方法,并为今后高频高压电源的电磁兼容设计提供了研究方向。

关键词:高频高压电源;电磁兼容;电磁干扰抑制中图分类号:TM 51文献标识码:A 文章编号:1002-087X(2011)10-1325-04Electromagnetic compatibility design methods of high-frequency and high-voltage power supplyLIU Kun,GAO Ying-hui,YAN Ping(Institute of Electrical Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China)Abstract:As the extensive use of high-frequency and high-voltage power supply (HHPS),it is required to be more stable and reliable.Solving the electromagnetic compatibility (EMC)of HHPS becomes the new study focus.Combining with the feature of HHPS and the base theory of EMC,the recent studying conditions on the EMC of HHPS was concluded,and the series effective methods were summarized to reduce the electromagneticinterference (EMI)on three aspects,which restrained the interference sources,cut off the route transmissions and protected the sensitive equipments.The studying direction of the EMC design of HHPS was also provided.Key words:high-frequency and high-voltage power supply;electromagnetic compatibility;reduce the electro-magnetic interference20世纪90年代后,随着高频开关器件的陆续出现,高频高压充电电源也逐渐成为高压领域的研究热点。

高频高压充电电源在体积、质量、造价、效率和控制灵活性等方面具有明显优势,因此也得到广泛应用。

但是,由于工作频率的提高,以及高频开关器件的使用,这种充电电源的电磁干扰带来的问题也随之突显,如何对高频高压充电电源进行可靠的电磁兼容设计成为一项新的研究课题。

1高频高压电源与电磁兼容电磁兼容设计的目的是使所设计的电子设备或系统在预期的电磁环境中实现电磁兼容,即要求设备或系统在其电磁环境下能正常工作,并且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。

其中电磁干扰指任何可能引起装置、设备或系统性能降低,或对有生命及无生命物质产生损害作用的电磁现象。

由电磁干扰源发射的电磁能量,经过耦合途径传输到敏感设备的过程称为电磁干扰效应,形成电磁干扰后果必须具备电磁干扰源、耦合途径和敏感设备三个基本要素[1]。

图1是一个典型的高频高压充电电源系统结构图。

图中表明,该系统已经具备了形成电磁干扰的三个基本要素,使高频高压充电系统所处的电磁环境极易受到系统本身及外界的电磁干扰。

首先,该系统中充电电源本身就是一个电磁干扰源,其中的开关器件及高频变压器在工作过程中都会发射巨大的电磁能量,产生电磁干扰。

对于开关器件的电磁干扰研究早在上世纪90年代就已有纪录,文献[2-5]分别分析了晶闸管、IGBT 、MOSFET 等开关器件所产生的电磁干扰现象。

另外,文献[6-7]对高频变压器以及谐振电路所产生的电磁干扰及抑制方图1高频高压充电电源系统结构图综述法作了介绍。

其次,充电电源中的控制电路、驱动电路等都是该系统中的敏感设备,其中的控制芯片及通信设备极易受到外界的电磁干扰导致工作不正常。

第三,在该系统中,连接低压电路和高压设备的驱动线和通信线路,以及整个系统所在的空间构成了电磁干扰的耦合途径,使开关器件及高频变压器产生的电磁干扰传导到控制电路及驱动电路等敏感设备上。

2抑制高频高压电源电磁干扰的措施抑制电磁干扰,提高系统的电磁兼容性通常可以从三个方面着手,一是减小电磁干扰源发出的电磁干扰,二是切断电磁干扰的传播途径,三是提高敏感设备的抗电磁干扰能力。

其中,减小电磁干扰源所发出的干扰是最本质的电磁兼容设计方案。

一般来说,减小电磁干扰源发出的电磁干扰可以从“软件”和“硬件”两方面采取措施。

所谓软件措施就是在设计初期就对整个系统的电磁兼容性进行分析,设计合适的系统参数以便使系统产生最小的电磁干扰。

对于图1所示的串联谐振式高频高压充电系统来说,最有效地减小电磁干扰源发出的电磁干扰的方法就是调节串联谐振电路的频率。

文献[8]指出,其逆变器工作频率f s与其串联谐振负载电路固有谐振频率f o的关系决定着电磁干扰的大小。

当f s>f o时,开关器件工作在硬开关状态,电磁干扰较大;当f o/2≤f s≤f o时,开关器件工作在软关断、硬开通状态,电磁干扰相对较小;当f s<f o/2时,开关器件可工作在软开关状态,电磁干扰最小。

所以,设计合适的逆变器工作频率和串联谐振电路的工作频率,可以有效地降低电磁干扰源所发出的电磁干扰,有利于提高整个系统的电磁兼容性。

另外,为了减小系统中开关器件所发出的电磁干扰,可以采用开关电源中使用的频率调制技术。

文献[9]就给出了一种频率调制技术,通过调制开关信号,将集中在基波频率和谐波频率上的谱能量分散到边带频率上,减小最大谱峰值,从而使开关电源可以较为容易地通过EMI的相关规定。

文献[10]使用的软开关技术是减小开关器件损耗和改善开关器件电磁兼容特性的重要方法,使用软开关技术使开关管在零电压、零电流时进行开关转换可以有效地抑制电磁干扰。

与之类似的是,文献[11]采用准谐振技术,使开关管在电压谷底开通,把开关损耗减到很小,而且能降低噪声。

此外,为了解决输入电流波形畸变和降低电流谐波含量,文献[10]还使用了一种开关电源功率因数校正(PFC)技术,使得电流波形跟随电压波形,将电流波形校正成近似的正弦波。

从而降低了电流谐波含量,改善了桥式整流电容滤波电路的输入特性,同时也提高了开关电源的功率因数。

当系统参数一定时,可以通过硬件方面的改进来减小电磁干扰源所发出的电磁干扰。

包括以下几种常用的方法:(1)并接吸收装置:吸收电路的基本原理就是开关在断开时为开关提供旁路,吸收蓄积在寄生分布参数中的能量,从而抑制干扰发生。

常用的吸收电路有RC,RCD等,如图2所示。

此类吸收电路的优点就是结构简单、价格便宜、便于实施,所以是常用的抑制电磁干扰的方法。

(2)串接可饱和磁芯线圈和吸收电路:如图3所示,将整流二极管D串接可饱和磁芯的线圈L及吸收回路后,由于可饱和磁芯线圈在通过正常电流时磁芯饱和,电感量很小,所以不会影响电路正常上作。

但是一旦电流要反向时,磁芯线圈将产生很大的反电动势,阻止反向电流的上升,因此能有效地抑制二极管D的反向浪涌电流。

(3)LLC串联谐振技术[11]:图4为LLC串联谐振的拓扑结构。

从图中可以看出,两个主开关Q1,和Q2构成一个半桥结构,其驱动信号是固定50%占空比的互补信号,电感Ls、电容Cs和变压器的励磁电感Lm构成一个LLC谐振网络。

在LLC串联谐振变换器中,由于励磁电感Lm串联在谐振回路中,开关频率可以低于LC的本征谐振频率f s,而只需高于LLC的本征谐振频率f m便可实现主开关的零电压开通。

所以,LLC串联谐振可以降低主开关管上的EMI,把电磁辐射干扰减至最少。

在LLC谐振拓扑中,只要谐振电流还没有下降到零,频率对输出电压的调节趋势就没有变,即随着频率的下降输出电压将继续上升,同时由于谐振电流的存在,半桥上下两个主开关的零电压开通条件就得以保证。

因此,LLC谐振变换器的工作频率有一个下限,即Cs与Ls和Lm的串联谐振频率f m。

在工作频率范围f m<f<f s内,原边的主开关均工作在零电压开通的条件下,并且不依赖于负载电流的大小。

同时,副边的整流二极管工作在断续或临界断续状态下,整流二极管可以零电流条件下关断,其反向恢复的问题得以解决,不再有电压尖峰产生。

(4)变压器的设计[12]:在变压器设计中,绝缘材料的选择和绕制应尽量减小各部分的分部电容,并通过在初次极之间加一屏蔽层,这样可以有效地降低等效电容。

由于高压电源变CR D图2RC及RCD吸收电路图3可饱和磁芯线圈及吸收电路图串联谐振拓扑结构压器是升压型的,相对于二次侧的分布电容来说,一次侧的分布电容对电路影响较小。

为了减小二次侧分布电容的危害,可以把变压器次级设计成双绕组,用吸收变压器把绕组间分布电容的谐振能量转移到主电路之外,相当于在二次侧分布电容两端各加了一个电阻,从而使电流尖峰减小,使电路处于阻尼状态,减小了电磁辐射。

如果高频高压电源的软硬件设计参数已经确定且无法改动时,为了满足电磁兼容的要求,通常采用切断电磁干扰的传输路径这一方法。

其中,屏蔽和滤波是目前采用最为广泛的技术。

采用屏蔽的方法来抑制电磁干扰的传输,可以将充电电源的机箱设计成各功能模块相互隔离的形式,文献[13]就给出了一种实用的设计方法,有效地抑制了电磁干扰在空间上的辐射。

但是,由于收到机箱尺寸以及模块之间连接的限制,屏蔽并不能提供完整的电磁干扰防护,而且,当两台或多台电源相连接完成共同工作时,连接线就起了接收和辐射天线的作用。

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