通信开关电源电磁干扰抑制技术研究
开关电源电磁干扰及其抑制技术研究
开关电源电磁干扰及其抑制技术研究开关电源电磁干扰是指在开关电源的工作过程中,由于电流的开关过程产生的电磁波辐射以及电源回路内部的高频噪声等因素,对周围电子设备和通信系统等产生的干扰。
这种干扰不仅会影响到开关电源自身的正常工作,而且还会对其它电子设备和系统产生不可忽视的影响,甚至引发严重的故障。
因此,研究开关电源电磁干扰及其抑制技术具有重要的理论和应用价值。
开关电源本身的工作原理决定了其在工作过程中会产生很高频率的开关波形,并伴随较大的电流急变。
这些急变的电流和电压波形会通过电源开关器件和电源回路上的导线辐射出去,形成电磁波辐射。
此外,开关电源内部的高速开关元件的开关过程会带来较高的开关频率噪声,也会导致系统内部的高频噪声。
这些干扰源的存在导致了开关电源电磁干扰的发生。
为了抑制开关电源电磁干扰,可以从以下几个方面着手进行研究和技术应用。
首先,可以从电源开关器件的选用和设计上入手。
对于开关电源来说,开关器件在工作过程中的开关速度需要尽量快,以减少器件转换过程中的损耗。
但是快速开关也会带来更高频率的电磁辐射。
因此,选择低辐射的开关器件以及合理的开关频率是减少电磁干扰的重要手段。
其次,可以通过合理设计电源回路和电源线路布局来减少电磁辐射。
合理布局电源线路可以减少电源回路的高频噪声对周围系统的干扰。
电源回路设计需要采用抗干扰的滤波电容和电感,减少电磁辐射。
此外,还可以利用开关电源自身的工作原理进行抗干扰设计。
比如,采用恰当的抗干扰技术对开关电源进行滤波和补偿,抑制高频噪声和电磁波辐射。
例如,采用电源输入端的滤波电容和电感,将电磁波辐射降低到最低水平。
最后可以采用外部的抑制技术对开关电源进行干扰抑制。
例如,采用EMI滤波器、磁珠、屏蔽罩等器件,将电磁干扰源隔离开来,减少对周围系统的干扰。
总之,开关电源电磁干扰及其抑制技术的研究对提高开关电源的质量和系统的稳定性具有重要意义。
通过在开关电源的设计和布局中合理应用这些干扰抑制技术,可以有效减少电磁波辐射和高频噪声对系统的干扰,提高系统的工作可靠性和稳定性。
抑制开关电源电磁干扰的措施
抑制开关电源电磁干扰的措施开关电源存在着共模干扰和差模干扰两种电磁干扰形式。
根据上篇分析的电磁干扰源,结合它们的耦合途径,可以从EMI 滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来抑制干扰,把电磁干扰衰减到允许限度之内。
1.交流输入EMI 滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法,在电源输入端接上滤波器可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害,也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。
电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元,在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。
电源进线端通常采用如图1 所示的EMI 滤波器电路。
该电路可以有效地抑制交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。
在电路中,跨接在电源两端的差模电容Cx1、Cx2 (亦称X 电容)用于滤除差模干扰信号,一般采用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器,电容值通常取0.1~ 0. 47F。
而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2 (亦称Y 电容)则用来短路共模噪声电流,取值范围通常为C1=C2 # 2200 pF。
抑制电感L1、L2 通常取100~ 130H,共模扼流圈L 是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成,通常要求其电感量L#15~ 25 mH。
当负载电流渡过共模扼流圈时,串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零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。
2.利用吸收电路开关电源产生EMI 的主要原因是电压和电流的急剧变化,因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率( du/ dt 和di/ dt )。
采取吸收电路能够抑制EMI,其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路,吸收积蓄在寄生分布参数中的能量,从而抑制干扰的发生。
可以在开关管两端并联如图2( a)所示的RC 吸收电路,开关管或二极管在开通和关断过程中,管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压,可以通过缓冲的方法予以克服。
开关电源的电磁干扰及其抑制技术综述
开关电源的电磁干扰及其抑制技术综述摘要:在开关电源的运用使用中,因为各种原因而产生电磁干扰,产生诸多不良影响。
为尽量避免电磁干扰影响,对其抑制方法的研究非常必要。
本文从开关电源的电磁干扰的主要特点、产生原因等方面,对开关电源的电磁干扰进行了系统整理,对相应的抑制技术进行了简析,以助于全面了解、解决开关电源的电磁干扰方面的相关问题。
关键词:开关电源,电磁干扰,抑制,综述0 引言随着电子信息技术的进步,开关电源也得到了相应更新与普及。
因为其具有控制效率高、稳定性好等优点,开关电源已然广泛运用于各个领域。
然而,在实际使用过程中,不仅要求开关电源应该具有很高的稳定性,它还需要有很强的安全性。
但在实际使用过程中,开关电源极易受到电磁干扰。
如果不采取措施加以抑制,将会影响电网、通信设备和各种电子产品的正常使用。
所以研究开关电源电磁干扰的一些问题和抑制方法是非常必要的。
1 电磁干扰的含义及其危害1.1 电磁干扰的含义电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI,是指所有在传导过程中或者在有电磁场中伴随着电压、电流的作用而引起的电子装置、设备或系统性能下降甚至失效,还有可能对生命或无生命物质产生损害的电磁现象。
几乎每一种设备都可以产生电磁干扰信号,而且对此干扰信号都很敏感。
从传导途径来看,电磁干扰信号既可以通过载流导体进行传输,又可以电磁辐射的形式辐射出来,因此电磁干扰可以分为传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰产生的原因是由于电子系统内部的各个模块区域之间存在者各种导线连线,这样就有可能使得其中一个个模块区域的电磁能量沿着这类导线连线传输到其它的模块区域,从而相互之间造成干扰。
而辐射干扰指的是干扰源通过空间把其信号耦合到另一个电网络上。
作为干扰源的电路、输入输出信号的电路和控制电路等部分的导线以及干扰源的外壳在一定情况下,如流过高频电流时,可作为接收天线或辐射天线。
1.2 电磁干扰的危害电磁干扰造成的危害有众多,例如电磁干扰会使电子装置的有效性能造成一定的损失或使电子装置的技术指标下降。
开关电源电磁干扰及其抑制技术研究
• 163•楼梯时所需的翻转力矩越大,轮组支架中心的起伏越大;受到楼梯跨度和高度的限制,小滚轮数量又不能太多,否则轮组支架中心的起伏太大。
合理的确定小滚轮数量和支臂长度等基本尺寸是实现平衡上下楼梯的关键。
决定星轮及星轮架结构尺寸的一个最重要的因素是楼梯的尺寸,在轮椅爬楼梯的过程中,需要星轮能稳定地支承在楼梯上,直径太大则星轮会与楼梯前沿干涉,也会导致轮椅的整体尺寸过大;直径太小则轮椅在平地行驶时对地面适应能力差。
我国《建筑楼梯模数协调标准》规定:室内楼梯踏步高度不宜大于210mm,并不宜小于140mm;楼梯踏步宽度不宜大于320mm,并不宜小于220mm。
轮椅要适应规定的尺寸范围,能够顺利的上下楼梯。
在楼梯踏步尺寸最小的情况下,轮椅车攀爬楼梯的难度最大,根据以上条件经计算和仿真实验,星轮取五星轮组,基本尺寸为支臂长度160mm;星轮直径98mm。
(四)平衡机构机架由五星轮组和万向轮支撑在不同高度的楼梯面上,两处支撑轮的高度决定了机架的水平状态。
平衡机构的工作原理是通过调整支撑杆的伸出长度,使万向轮的高度发生变化,从而使机架处于水平状态。
支撑杆下部安装有万向轮,支撑杆中部安装有止动销,安装在机架上的滑动导套设置有滑动竖槽,竖槽上相距一定距离开有短横槽。
乘坐人员提拉支撑杆,使支撑杆伸出到能让机架基本保持水平状态的需要长度后,转动支撑杆使止动销滑进相应的短横槽完成自锁。
上下完楼梯后重复上述动作,使机架恢复常态。
此机构结构简单,操作方便。
(五)万向轮转向机构机架前置有一对万向轮。
机架前端焊接有套筒,万向轮转轴通过轴承穿过套筒,转轴与平衡机构的支撑杆下部相联,转轴的中心点与轮子的转轴不在同一直线上,其结构允许水平360度旋转,轮椅可以方便的现实转向功能。
三、便捷式上下楼梯轮椅运行实验针对便捷式上下楼梯轮椅上下楼梯的攀爬方式,对轮椅上下楼梯过程进行了动力学仿真实验。
仿真结果表明,在上下楼梯攀爬过程中攀爬轨迹平稳,攀爬效率高,整体重心变化时攀爬状态稳定,具有较高的实用性(刘静,自动爬楼梯轮椅的虚拟设计与运动仿真,机械研究与应用,2012年第6期133-134页)。
城市轨道交通通信系统中电源电磁干扰的抑制措施探讨
城市轨道交通通信系统中电源电磁干扰的抑制措施探讨城市轨道交通通信系统中,电源电磁干扰是一个常见的问题,它会对通信信号的传输造成干扰,降低通信系统的可靠性和稳定性。
为了解决这个问题,可以采取以下措施来抑制电源电磁干扰:1. 优化电源线路设计:合理布置电源线路,避免电源线路与通信线路交叉或靠近,减少电源线路对通信线路的电磁干扰。
可以采用集中供电方式,将所有电源线路集中到一处,减少电源线路的长度和数量。
2. 使用抗干扰材料:在通信线路的周围或穿插于电源线路中,使用抗干扰材料,如电磁屏蔽材料、磁性材料等,来减弱电源线路对通信线路的电磁干扰。
3. 选择低干扰电源:选择低干扰的电源设备,如高频开关电源、变频器等,可以减少电源设备对通信系统的干扰。
要保证电源设备的工作稳定,减少电流和电压的波动。
4. 优化接地系统:良好的接地系统可以有效地减少电源电磁干扰。
可以采用多点接地的方式,将接地电阻降到最低,提高接地系统的导电性能。
5. 使用滤波器:在电源线路和通信线路之间,添加滤波器来隔离电源线路和通信线路之间的干扰。
滤波器可以过滤掉高频信号和噪声,保护通信信号的传输质量。
6. 合理布局线缆:在设计通信线路时,要避免与电源线路平行布置,尽量交叉布置。
可以采用双层或多层布线方式,将电源线路和通信线路分离。
7. 增加隔离设备:在通信系统中增加隔离设备,如隔离变压器、光电隔离器等,可以有效地减少电源电磁干扰对通信系统的影响。
8. 进行场地维护:定期对通信系统的场地进行维护,清理电源线路及其周围的灰尘和杂物,确保通信系统的正常运行。
通过优化电源线路设计、使用抗干扰材料、选择低干扰电源、优化接地系统、使用滤波器、合理布局线缆、增加隔离设备和进行场地维护等措施,可以有效地抑制城市轨道交通通信系统中的电源电磁干扰,提高通信系统的可靠性和稳定性。
开关电源电磁干扰及其抑制技术的分析
开关电源电磁干扰及其抑制技术的分析开关电源的发展趋势正呈现出小型化、高频化的态势,它的电磁兼容性在工作中显现出关键性的地位,由于开关电源在工作过程中,存在严重的电磁干扰,会对电网产生一定程度的污染,而且不利于电气设备的稳定安全使用。
因而,需要开展开关电源电磁抗干扰的研究,要采用适宜、科学、合理的抑制技术,有效地防范电磁干扰,保持电气设备的安全稳定、可靠运行,全面保障电网系统的性能稳定、高效。
标签:开关电源;电磁干扰;抑制;技术开关电源由于其实用性,广泛运用于工业、军事、医疗等领域,在大功率高电压的电气设备之中,开关电源会受到难以避免的电磁干扰,在开关频率加大或功率密度提高的条件下,电磁的兼容性能需要加以密切的关注,也是需要切实解决的问题,本文从电子线路电磁干扰的特点入手,探讨高频开关电源电磁干扰的机理及抑制技术,对于开关电源的电磁兼容性进行测量,提供了干扰源的干扰量、传输特性及敏感度等依据,从而提高开关电源的使用效率和质量。
1 高频开关电源的概念及特点电磁干扰即是电磁的兼容性不足,对电子设备之间的电磁辐射传导加以破坏的进程。
开关电源在小型化、高频化发展的趋势中,自身的噪声源也会产生大量的传导性电磁干扰,即EMI,从而对电子系统造成不良效果。
由于大量的电器设备如:计算机、通信产品、电器等的涌入,空间人为电磁能量以成倍的速度递增,电磁环境的恶化态势正显现出严重的问题。
开关电源的电磁干扰是一种有害的电磁效应,它必须具备三个干扰要素,即:干扰源、敏感体、干扰耦合路径。
它具有以下特点:①开关电源在频繁的开关过程中,会产生较大的电流变化,从而不可避免地产生强大的干扰强度。
②开关电源干扰源的关键干扰装置表现在功率的开关器件、散热器、高频变压器之中,具有较为清晰的电路干扰位置。
③开关电源的干扰频率不高,主要表现为传导干扰和近距离电场干扰。
④由于线路板通常是人工布设,随意性较大,对于线路板分布参数的提取和评估,增加了难度,同时,人工布设不当也是产生电磁干扰源的一个原因。
开关电源电磁干扰研究
378学术性实践性理论性科学教育家2008年5月第5期圆开关电源电磁干扰研究张艳蕾朱高峰(湖南人文科技学院湖南娄底417001)【摘要】开关电源应用越来越广泛。
但产生的电磁干扰严重影响开关电源效牢及其使用。
本文分析了开关电源产生电磁干扰的主要原因,并重点给出了相应的抑制措施.以提高开关电源的电磁兼容性。
【关键词】开关电源I电磁干扰;抑制l耦合随着开关电源技术的不断发展和日趋成熟,各个应用领域对开关电源的需求也不断增长.但开关电源中所吉纹波较大。
瞬态响应较差,易产生较强的EM I(电磁干扰:El ect r o M agne t i c Int e rf er ence),对电网、通讯设备和电子产品造成干扰。
因此.抑制开关电源本身的电磁噪声,同时提高其对电磁干扰的抗扰性,以保证电子设备能够长期安全可靠地工作,是开发和设计开关电源的一个重要课题。
1开关电源产生电磁干扰的原因1.1开关回路的噪声。
电源工作时,开关管处于高频通断状态,则前级滤波电容C、脉冲变压器初级线圈、开关管构成高频开关电流环路.其周期性的电流(di/dt特别大).从频域来说会含有丰富的谐波成分,产生较大的辐射噪声;同时。
因开关管的负载是脉冲变压器的初级线圈。
是感性负载,所以在开关管通断时,脉冲变压器的初级线圈会感应出较高的脉冲电压,也即我们说的浪涌电压(dv/dt特别大),也含有丰富的谐波成分。
一方面,它们通过电源线以共模、差模的形式向外传导.同时,还向周围空间辐射出噪声。
1.2高频变压器。
开关管负载为高频变压器初级线圈,是感性负载。
在开关导通瞬间.初级线圈产生很大的涌流,并在初级线圈的两端出现较高的浪涌尖峰电压;在开关管断开瞬间.由于初级线圈的漏磁通,致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈,储藏在电感中的这部分能量将和集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡,叠加在关断电压上,形成关断尖峰电压。
这种电源电压中断会产生与初级线圈接通时一样的磁化冲击电流瞬变,这个噪声会传导到输入输出端,形成传导干扰.重者有可能击穿开关管。
开关电源EMI滤波器原理和设计研究
开关电源EMI滤波器原理和设计研究开关电源EMI滤波器是用于抑制开关电源产生的电磁干扰(EMI)的一种电路。
开关电源工作时,因为开关元件的开闭引起的瞬态电流和电压变化,会在电源线上产生高频噪声干扰,通过电磁辐射和传导的方式传播到其他电路中,对其他设备和系统产生干扰。
EMI滤波器的设计旨在通过选择合适的滤波器拓扑结构、滤波器元件和参数,以及合理布局和连接方式,来有效地抑制开关电源产生的高频噪声。
EMI滤波器的原理是通过串联和并联等方式构成一个低通滤波器,将开关电源的高频噪声滤除,使其只能在设定的频率范围内传递,从而减少对其他设备和系统的干扰。
EMI滤波器的设计研究需考虑以下几个方面:1.滤波器拓扑结构选择:常见的EMI滤波器拓扑结构包括LC滤波器、RC滤波器和LCL滤波器等。
不同的拓扑结构适用于不同的滤波需求,需根据实际应用场景选择适合的拓扑结构。
2.滤波器元件选择:滤波器中的元件包括电感、电容和电阻等。
选择合适的元件需要考虑元件的频率响应特性、阻抗特性、容值和功率等参数。
3.滤波器参数优化:滤波器的参数优化可以通过频率响应曲线和阻抗匹配等方法进行,以确保滤波器在设计频率范围内能够有效地滤除高频噪声。
4.布局和连接方式设计:合理的布局和连接方式可以减少电磁辐射和传导的路径,从而进一步提高滤波器的性能。
此外,还需对滤波器进行实验验证,通过在实际电路中的应用来评估滤波器的性能和有效性。
总之,开关电源EMI滤波器的原理和设计研究是为了抑制开关电源的高频噪声干扰,需要对滤波器的拓扑结构、元件选择、参数优化以及布局和连接方式进行综合考虑和设计,以提高滤波器的性能和效果。
开关电源电磁干扰抑制方法探讨
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中图 分 类 号 : 9 TN 7 文 献 标 识 码 :A
Dic s in o h u p e so e s r so s u s ft e S p r s in M a u e fEM Ii w i hn o ePo rS p l o n S t i g M d we u py c
开 关 电源 电磁 干 扰 抑 制 方 法 探 讨
刘 先锋 王 连 群 赵 培 均 张武 宏 , , ,
(. 放 军 6 0 6部 队 , 疆 库 尔 勒 8 10 ;. 安 通 信 学 院 , 西 西 安 7 00 ) 1解 93 新 40 02 西 陕 1 16
摘 要 :开 关 电 源技 术是 一 项 综 合性 技 术 , 电 磁 干扰 问题 及 与 其 它 电 子 设 备 的 电磁 兼 容 问题 已成 为 人 们 关 注 的 热 其
兰
旦箜 堡 塑 鲞箜
浅谈开关电源电磁干扰及其抑制技术
浅谈开关电源电磁干扰及其抑制技术摘要:开关电源以其重量轻、体积小、效率高、可靠性高等优点得到了广泛的应用。
然而,开关电源的电磁干扰不容忽视。
近年来,随着科学技术的发展,电磁干扰问题涉及到的领域不断扩大。
特别是消费类电子电源的体积越来越小,功率越来越大,开关电源的功率密度越来越大,电磁干扰越来越严重,将极大地影响人们的生活和设备的运行。
因此,开关电源的电磁干扰抑制技术一直是国内相关技术人员的研究重点。
关键词:开关电源;电磁干扰;抑制技术引言随着电子信息技术的飞速发展,开关电源以其转换效率高、稳定性好等优点被广泛应用于各个领域。
开关电源在实际应用中经常发生电磁干扰,影响开关电源的使用体验。
解决开关电源的电磁干扰问题,促进开关电源的可靠稳定应用。
1.开关电源工作机理开关电源的主要作用是将电网交流电,转换为设备所需要的直流电,保证用电设备的正常运转。
开关电源电路主要由以下的部分组成:一、输入整流滤波电路;二、反馈控制电路;三、初级功率回路;四、次级整流滤波电路。
其中输入滤波电路主要包括过滤电网杂波的输入滤波器,其能阻止开关电源本身产生的干扰影响到电网,同时也能滤除电网的干扰,保证开关电源正常运行。
整流电路,将电网交流电转化为脉冲直流电。
给控制回路提供能量基础;反馈控制电路是是利用现代电力电子技术,通过对输出电压电流的采样比较,反馈控制开关管开通和关断的时间比率,以实现稳定输出,来满足电气设备的要求,保证整个电气部分的正常运行。
初级功率回路主要由高频变压器、初级开关管、功率检测电阻等组成。
接受反馈控制回路的调节,将整流电路的脉冲直流电,通过高频变压器传递到次级;次级整流滤波电路主要由次级二极管,储能及滤波电容和恒流恒压控制电路组成。
和反馈控制电路相关联,将变压器从初级传递的能量整流后进行一系列的处理,以提供设备所需的直流电压和电流。
1.电磁干扰的危害开关电源内部出现的电磁干扰可分为两种,一种是干扰信号通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰称为传导干扰;另外一种是开关电源产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备,称为辐射干扰。
开关电源电磁干扰抑制技术
开关电源电磁干扰抑制技术摘要:开关电源是一种主要的电磁干扰源,由于它本身工作特点使得电磁干扰问题相当突出。
为了抑制开关电源电磁干扰对电源本身、电网及周围环境的影响,设计者从干扰源、传播途径和受扰设备这三要素入手, 分别采用有源滤波技术、屏蔽和接地技术、PCB设计技术、扩频调制技术等来抑制电磁干扰,对抑制电路中的传导干扰和辐射干扰起到了明显的效果,达到了改善开关电源电磁兼容性能的目的,也为工程设计人员提供了理论参考。
关键词: 开关电源; 电磁干扰; 滤波; 屏蔽Suppression Technique of Electromagnetic Interference inSwitching Power SupplyAbstract: Switching power supply is one of the main sources of electromagnetic interference ,due to its own operation which makes the electromagnetic interference issues rather prominent. In order tosuppress switching power supply of electromagnetic interference on thepower itself, power grid and the surrounding environment, t he activefiltering technique, shielding and g rounding techniques, P CB designtechno logy and spread spectrum modulation technique were used tosuppress the electromagnetic interference, and a good result onconducted,interference and radiated interference in suppression isgiven from interference sources, transmission and disturbed equipment.The performance of switching power supply electromagnetic compatibilityis improved.It can also provide theoretical reference for theengineering staff.Keywords: switching power supply; electromagnetic interference;filtering; shield1、引言随着现代电子技术和功率器件的发展, 开关电源以其体积小, 重量轻, 高性能, 高可靠性等特点被广泛应用于计算机及外围设备通信、自动控制、家用电器等领域,为人们的生产生活和社会的建设提供了很大帮助。
探讨开关电源电磁干扰及其抑制技术
探讨开关电源电磁干扰及其抑制技术摘要:开关电源的突出缺点是能产生较强的电磁干扰。
电磁干扰信号既具流输出有很宽的频率范围,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干扰源。
本文分析了开关电源中电磁干扰产生的原因,阐述了抑制干扰的几种措施,并提出了几种开关电源电磁干扰抑制技术。
关键词:开关电源;电磁干扰;抑制技术引言:随着社会的发展和技术的进步,开关电源被广泛的运用到人们的生活各个方面,一定程度上可以有效地改变人们的生活习惯。
然而,电磁干扰的问题现象越来越严重,我们必须采用有效的措施,一定程度上可以保证开关电源在供电方面的设备的功能得到充分的发挥以及正常的运行。
一、开关电源电磁干扰产生的原因开关电源的作用是将工频的交流电流或降压整流后转化为直流电,再转化为高频电,最后经过整流滤波电路,输出直流电压,伴随着大量的谐波干扰,基于变压设备的漏感以及输出二极管的反向恢复电流,会产生尖峰,所以存在着电磁干扰。
开关源中的干扰主要存在于电压以及电流等变化较为显著的元件中。
1.1开关电路产生的电磁干扰开关电源的核心部分是开关电路,由两个部分构成,分别为开关管和高频变压设备。
开关会产生幅度较大的脉冲,具有较宽的频带和丰富的谐波。
产生脉冲干扰的主要原因为开关管负载属于高频变压线圈,是一类感性负载。
当开关导通瞬间,线圈中存在极大的浪涌电流,在线圈的端部出现尖峰电压。
在断开开关的瞬间,基于初级线圈存在漏磁通,所以部分能量会直接传入二次线圈,并没有流过一次线圈。
在电感中存储的能量会与电路中的电阻、电容构成带有尖峰的震荡,以衰减的形式存在,在关断电压上叠加,形成关断电压尖峰。
当电源的电压被中断时,会产生较大的磁化冲击电流瞬间改变,与线圈接通时产生的现象相互抑制,同样是一类传导形式的电磁干扰。
不仅会导致变压设备受到影响,还会导致配电系统受到传导干扰作用,出现电网谐波电磁干扰,系统中的其他设备无法安全和稳定的运行,稳定性降低。
怎样抑制开关电源的电磁干扰
怎样抑制开关电源的电磁干扰通常开关电源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。
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。
在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。
开关电源电磁干扰的研究及其EMI滤波器设计建议
起动器管光) 造成的 E MI 引起 电视机的天线辐 射的宽带噪声 。 此外 , 在同一台设备 既可以是源极 , 也可 以是受体。 个例子中 电视是 个受体 , 但是如果放一个收音机在 电视跟前 , 受影响的就是收音机了。 这 是 因为 , 最现代化 的电视机包含 开关模式 电源 , 这 些电源辐射大量 噪声干
气设备的输入端 ( 输 电线 和 中线 ) 都 存 在 这 种 噪声 , 两 者 对 地 的 相 位 保 持
相。
家 用 电气 和 电子 系 统 的广 泛 使 用 , 工业, 通信和其他应用程序 , 使 得 它
所需的 电路操作上接近对 方。 这些电路通常不利影响附近的其他 电路的性 能通 过无意其信 号耦合通过近及远 的区域, 传播电磁领域 。 因此, 这 种 干扰 被 称 为 电磁 干 扰 ( E MI ) , 是 设计 师 的一 个 主 要 问题 。此 外 ,减 少 了集 成 电路 的使 用 电子 设 备 的 大 小 和 多 个 电路 在 更 小 的空 间 , 从 而加大 了干扰的可能。 设备设计者 需要确保他们 的设备将工作在现实世 界中与其他 设备 附 近。 这意味着设备性能不应受外部噪声来源和 设备不应该本身是一个来源 的噪音。 避 免电磁干扰是…个主要设计 目标。 这就 引出了 电磁兼容的概念。 电磁兼 容性( E MC ) 的能力是 电子设 备在 预期的 电磁 干扰环境 中能够 正常 运转, 同样重要的是, 不能过度干扰在 同一环境下工作的其他设备。 过去 2 O年 中已经看到 了虚拟电操作的设备 , 如 电脑 , 电视机 , 录像 机, 通信设备 , 如传真 机, 调制解调器 和高速数字数据传 输的无线 电链 路使用 爆炸 这样的增长, 是非常严重的电磁频谱的压 力, 可用的频段现在非常拥 挤, 进一 一步增加 了E MI 导致故障的可能性。如果 N 是设备的数鼍, 可能会 互相干扰, 干扰 事 件 的 数 目将 上 升为 NN! 三、 E MI 的 干 扰 形式 电磁 下扰 有 些 是 天 然 的 , 如 宇宙 辐 射 , 太 阳活 动 或 大 气 照 明放 电 。 其 他 的, 无论是有意还是无意, 或是由高压电源 线或 无线电发射器, 可能会干扰
开关电源的电磁干扰及噪声抑制方法
开关电源的电磁干扰及噪声抑制方法开关电源是现代电子应用中常见的一种电源形式,其工作原理是通过开关管开关控制输入电压的大小和频率以实现电压转换。
但是,开关电源在工作过程中会产生电磁干扰和噪声,对其他电子设备的正常工作产生影响。
因此,为了抑制开关电源的电磁干扰和噪声,在设计和使用开关电源时需要采取一些措施。
首先,开关电源产生的电磁干扰主要包括导向式干扰和辐射式干扰。
导向式干扰是指开关电源通过引线或线路对周围设备产生的电磁干扰,辐射式干扰是指开关电源通过电磁波辐射对周围设备产生的干扰。
对于导向式干扰,可以采取以下措施进行抑制:1.滤波器:在开关电源的输入和输出端加装滤波器,用于滤除高频噪声和电磁干扰。
常用的滤波器有LC滤波器、RC滤波器和Pi型滤波器等。
2.输入电源线路的处理:尽量缩短输入电源线路的长度,采用屏蔽线材,减小电磁干扰的传播路径。
同时,在输入电源线上添加额外的滤波电容和电感,抑制高频噪声。
3.地线处理:通过合理布置地线,减小接地电阻,提高地线的抗干扰能力。
将开关电源的地线与其他设备的接地点连接,共用同一个地线。
对于辐射式干扰,可以采取以下措施进行抑制:1.屏蔽:在开关电源的外壳上添加金属屏蔽罩,减少电磁辐射。
金属屏蔽罩应与开关电源的地线连接,以形成完整的屏蔽。
2.PCB设计:在开关电源的PCB板设计中,合理布局信号和电源线路,减小线路的长度。
同时,采用地平面和电源平面屏蔽,减少信号线和电源线的交叉和干扰。
3.使用低频率开关管:低频率工作的开关管辐射干扰较小,可以有效降低开关电源的电磁辐射干扰。
此外1.选择合适的元器件:选用带有防干扰措施的元器件,如具有抗干扰特性的电解电容和电感器件,减小干扰的产生和传播。
2.电源输出滤波:在开关电源的输出端添加滤波电容和电感,减小输出电压的纹波和噪声。
3.接地处理:通过合理的接地设计和连接方式,减小接地电阻,提高接地抗干扰能力。
4.EMI滤波器:在开关电源的输入端和输出端加装EMI滤波器,进一步滤除高频噪声和电磁干扰。
解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制措施
解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制措施本文先分析了开关电源产生电磁干扰的机理, ,就目前几种有效的开关电源电磁干扰措施进行了分析比较,并为开关电源电磁干扰的进一步研究提出参考建议。
目前,许多大学及科研单位都进行了开关电源EMI(Electromagnetic Interference)的研究,他们中有些从EMI产生的机理出发,有些从EMI 产生的影响出发,都提出了许多实用有价值的方案。
这里分析与比较了几种有效的方案,并为开关电源EMI 的抑制措施提出新的参考建议。
一、开关电源电磁干扰的产生机理开关电源产生的干扰,按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。
现在按噪声干扰源来分别说明:1、二极管的反向恢复时间引起的干扰高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。
2、开关管工作时产生的谐波干扰功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。
例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。
当采用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。
另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生尖峰干扰。
3、交流输入回路产生的干扰无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。
开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。
这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。
4、其他原因元器件的寄生参数,开关电源的原理图设计不够完美,印刷线路板(PCB)走线通常采用手工布置,具有很大的随意性,PCB的近场干扰大,并且印刷板上器件的安装、放置,以及方位的不合理都会造成EMI干扰。
开关电源电磁干扰及其抑制技术研究
摘 要 在电子信息技术高速发展的今天,开关电源由于具有较高的控制效率和更好的稳定性,被广泛应用于各领 域。实际使用开关电源时,会频繁出现电磁干扰问题,影响了开关电源的使用体验。需要相关学者专注相关抑制技 术的研究,以解决开关电源电磁干扰问题,推动开关电源的可靠、稳定应用。鉴于此,本文对开关电源电磁干扰及 其抑制技术进行分析,以供参考。 关键词 开关电源;电磁干扰;抑制技术
工业与信息化
TECHNOLOGY AND INFORMATION
开关电源电磁干扰及其抑制技术研究
于振一1 徐天明2 赵久富3 柴军4 1. 身份证号码:2201811988****0419 辽宁 辽阳 111000; 2. 身份证号码:2307051991****031X 辽宁 辽阳 111000; 3. 身份证号码:2321021984****3013 辽宁 辽阳 111000; 4. 身份证号码:2202041976****9518 辽宁 辽阳 111000
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72 科学与信息化2020年1月上
工业与信息化
3.2 接地技术抑制干扰 应用接地抑制干扰技术时,必须合理选择接地点,进一步 提高电磁干扰抑制效果。接地有问题不可避免地会导致更大的 干扰,使电子测量设备难以有效操作。例如,对于电缆的屏蔽 和屏蔽,必须合理选择接地点,以提高抑制电磁干扰的能力。 在实际操作中,测量使用一个或多个仪器,需科学选择接地 点,以更好地抑制电磁干扰。 3.3 屏蔽抗干扰抑制技术 开关电源在实际工作的过程中,会在传播的空间产生一 定的磁场和电场,所以在进行电磁干扰抑制的过程中,将电磁 干扰的源头以及受干扰物之间进行有效的隔离,这种屏蔽技术 可以在实际操作过程中主要是分为两种方式。第一种是利用静 电屏蔽。这种方法主要适用于静电场的阻抗以及恒定电场的干 扰。第二种方式是用电磁屏蔽,这样就可以使得电磁波产生有 效的变化,从而进一步的减少开关电源存在的电磁干扰,这样 减少了电气设备受到电磁干扰的影响。 3.4 软开关抑制技术 软开关抑制技术主要是由于电源开关的开关基础比较硬, 所以他利用了谐振的技术或者是相应的控制技术,对于电源开 关进行联通或者截断零电流状态下进行的相应的先进技术。它 在实际应用的过程中比较小型,而且轻量对于电磁兼容性高的 相应特点都具有十分强的融合性。 3.5 滤波技术 滤波技术是将电磁干扰产生的不利信号进行阻碍,使电路 中各个部件之间互干扰减小,对各个线路之间互相干扰的情况 进行处理。我们想要有效阻断电磁干扰唯一的措施就是加滤波 器。滤波器的选择是根据干扰源的特性,频率范围,电源等要 求适当地进行选择。一般要满足负载要求的衰减特性、负载电 路的工作频率和工作电流,而且滤波器还要有一定的抗电压能 力和足够的机械强度。滤波器的安装也是十分重要的,如果安 装不当则会使滤波器的性能衰减,达不到预期效果。滤波器一 般安装在干扰源的出口处,这样才能有效地对电路中产生的干 扰信号进行处理。滤波器分为有源滤波和无源滤波。有源滤波
论开关电源的电磁干扰及其抑制技术
论开关电源的电磁干扰及其抑制技术摘要:结合开关电源中存在电磁干扰问题进行分析,结合工程实践经验角度分析了开关电源产生电磁干扰的原因,在此基础上,有针对性地提出了开关电源中电磁干扰抑制技术,希望对于今后维护电网稳定运行有所帮助。
关键词:开关电源,电磁干扰,干扰原因,抑制技术1 引言随着我国工业化大生产的蓬勃开展,开关电源在工业领域中应用较为广泛。
在具体的应用实践过程中,开关电源还能带来比较大的电磁干扰问题,这样会造成其功能发挥受到很大程度的影响。
所以,则应结合工业生产的实际情况,积极思考如何有效实现电磁干扰抑制技术,以保障正常化运行电子设施的基本要求。
2 开关电源产生电磁干扰的原因2.1高频变压器产生的电磁干扰对于高频变压器来说,主要则是利用电磁感应的方式,能实现低压电转化为高压电的情况。
在具体的工作过程中,不可避免会存在着大量电磁波的问题。
在接通电源的情况下,借助于较为强大的电流影响下,从而造成构建相关磁场,存在一定的电磁干扰问题。
特别是在进行开关断开的瞬间情况来看,漏感则是发生在初级线圈和次级线圈中,主要是由于层之间的磁通没有进行完全化的耦合所致,而造成的瞬间短路情况。
在这样的影响下,电流传导至线圈末端情况,则会影响到变压器的正常工作。
2.2开关管产生的电磁干扰开关管也是容易出现电磁波的部件之一。
其主要的功能则是利用开关电源的电流来有效实现预期的转变作用,实现电源的电力频率得到提升,从而有利于实现较为稳定的电压情况,符合开关电源的正常化工作要求。
如果是传统的旧式开关电源的情况,尽管启动时间较短,但存在着较强的电磁干扰问题,使得难以维系开关电源的工作要求,已经不再应用。
2.3整流电路产生的电磁干扰在进行断开输出整流二极管的过程中,存在着反向电流的情况,特别是在相关的变压器漏感以及相关电流影响下,容易出现较高的高压干扰问题。
如果在一定的情况下,造成二极管的电压升高情况的发生。
对于在反向电压冲击影响下的二极管来说,则会存在着导通与截止的情况,在这样的一系列的转变过程中,造成电流存在着一定的反转变化情况,从而出现了电磁干扰问题。
开关电源的电磁干扰研究与对策
开 关 电源 的 电磁 干 扰 研 究 与 对 策
T u a De e o he St ( nd v l pm e f t e t o a ne i nt r e e e n nt o he El c r m g tc I e f r nc o Swi h n — o we p y t i g—m de Po r Su pl c
e c a e e t d s wef i hs p e , br g f r n es w s pr s n e a t n t i ap r i o war e e a pr a he o s pp e s h m o c n d s v r lap o c s t u r s ar nis。 e g:EM Ift r s il ng. ie , hedi l gr u dig ec , e p il ot w i hn t h olg Ze o c re t& v l ge s t h c n b eaie . wh e s l s ab o big— r ut on n t s eca l s f—s t ig y c ec n o y r urn ot a wi a e r l d c z er I ses s r n ci i o c i do e a h an c r uto we t or t n n o de x a n i e i p o n r t ar o is a d C n e t re i sa ptd st e m i ic i f po rf or ac c r i I r r o e pli t m r s i i r vig cu r m nc n o v re f — ec o t s t nm en h cen y, a d de r asn wi h n s i c n c e ig s t i g l s. a ayz h ai p ici e o h wi h n M O S T c o n l ed t em n r n pl f e s t i g— t c FE Ke W o V : s t h n m o epo wi i g— d wer u l e e t c ppy; l c r a n i m t re e e; h r o i ; EM I ie ; s f wi h n e h olgy s om g et s i e f r nc n a m nes l r ft o -s tn C umbe :T 6 r N8
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( 南 信 息 职 业 技术 学 院 信 息 工 程 系 , 城 4 00 ) 湖 望 12 0
摘 要 :通信 开 关电源是 通信 系统 中的一 种主要 的 干扰 源之一 , 由于 它本 身工作 特 点使 得 电磁 干扰 问
题 相 当突 出,从通信 电源电磁 干扰 的机理 着手 , 析 了通 信 电源 的 开 关电路及 二 极 管 的反 向恢 复 时 间 分 引起 的 电磁 干扰 .分 别论述 了有 源滤波技 术 、 蔽和接 地 技 术、 C 屏 P B设计技 术、 频调 制技 术等 来抑 制 扩
扰 性 、 导 发 射 、 射 发 射 等 项 目需 要 满 足 有 关 传 辐
E MC标 准 的规定. 国 内在 2 O世 纪 8 ~9 O 0年代 , 了加强对 当前 为 国内电磁污 染 的 治 理 , 定 了一 些 与 C S R标 准 、 制 IP
扰 形式是传 导干 扰和 近场干扰 . 1 2 电磁 干扰产 生机理 .
状态 , 由于 高频 的快速高 频变压 器 上 ; 能量 转 换装 置 工 作 于开 ② 关状 态. 因开 关 电源是 工 作 于开 关 状态 的能 量转换 装置 , 故其 电压 、 电流 变化 率 很 高 , 产生 的 干扰 强度
较大 ; ③电源 印刷 线 路 板 ( C ) 线 通 常采 用 手工 P B走
第 2 卷 第 3期 O
21 0 0年 9月
湖 南 工 程
学 院 学 报
Vo . 0 No 3 12 . .
S pt 2 0 e . 01
J u n lo u a n tt t fEn i e rn o r a fH n nI si eo gn e ig u
通 信 开关 电源 电磁 干扰 抑 制 技术研 究
谐 波电 流组成 , 电 网产 生 干扰 ; 对 另外 电路 中开关 管 的导 通或 截止 、 变压 器 的初 级 线 圈都 会 产 生 脉 动 电 流. 由于 电流变 化率 很高 , 对周 围电路会 产生 出不 同
C rict n - 以来 , et i i ) f a o K作 掀起 了 ” 电磁 兼 容热 ” 近 距 , 离的 电磁干扰研 究 与控制愈来 愈 引起 电子 研究人 员
收 稿 日期 : O O 3 1 2 1 —O — 6
基 金 项 目: 南 省 教 育厅 科 研 资 助 项 目(9 2 9 湖 0 C15 ) 作 者 简介 : 淑 芳 ( 9 7 ) 女 , 师 , 究 方 向 : 于 17一 , 讲 研 电子 信 息 及通 信 技 术 .
源 , 产生 的 电磁 干扰 ( MI信 号 有很 宽 的频 率 范 它 E )
围, 又有 一定 的 幅度 , 传 导 和 辐 射 会 污 染 电 磁 环 经 境, 对通 信设备 和 电子 产 品造 成 干 扰. 另外 , 信 开 通
关 电源要 有很 强的 抗 电磁 干 扰 的能 力 , 特别 是 对雷
第 3期
于 淑芳 等 : 信开关 电源 电磁 干扰 抑制 技术研 究 通
1 5
级线 圈产 生很 大 的涌 流 , 在 初 级 线 圈 的两 端 出现 并
由于 原 电源 电路 中滤 波 电容 容 量 大 , 整流 电路 中会 产 生脉 冲尖 峰 电流 , 个 电流 由非 常多 的高 次 这
电磁 干扰 , 改善 了开 关电 源电磁 兼容 的性 能. 为工程 设计人 员提供 了理论 参考.
关键 词 :开 关电源 ; 电磁 干 扰 ;滤 波 ; 蔽 屏
中图分类 号 :T 6 N8
文献标 识码 :A
文章 编号 :6 1 1 X( 0 0 0 - 0 1 - 0 1 7 —1 9 2 1 )3 0 4 4
们 的关注 , 当前 已成为研究 领域 的一个 新热点. 本文
0 引 言
随 着 现 代 电子 技 术 和 功 率 器 件 的 发 展 , 关 电 开
将针 对通信 开关 电源 电 干扰 的产生机 理系统 地论
述相关 的抑制 技术 .
源 以其体 积小 、 重量 轻 、 性 能 、 可靠 性 等特 点 被 高 高 广 泛应用 于通信 系统 、 自动控 制 、 用 电器 等 领域 , 家 特 别是广 泛应用 于程控 交换 、 光数据 传输无 线基站 、 有线 电视 系统及 I P网络 中 , 是信 息技术设 备正 常工
布置 . 种 布 置 使 其 具 有 很 大 的 随 意 性 , 加 了 这 增 P B分布参数 的提 取 和近 场干 扰 预测 评估 的 难度 ; C
④ 开关 频率 大 , 从几 万 Hz 数兆 Hz 主 要 的干 可 到 ,
击、 浪涌 、 网电压 、 电 电场 、 场 、 磁 电磁 波 、 电放 电、 静 脉 冲 串、 电压跌 落 、 射频 电磁 场传 导抗 扰 性 、 射抗 辐
作 的核心 动力. 是 , 但 通信 开关 电源一 般都 采 用脉 冲 宽度 调制 ( WM) P 技术 , 开关器 件工作 在高频 通断 其
1 通信 开 关 电 源 的 特 性 及 电 磁 干 扰 产 生 的
机 理
1 1 开 关 电 源 基 本 特 性 .
开关 电源 的基本特 性有 四点 : ①位 置较 为清楚. 主要 集 中在 功率 开关 器 件 、 二极 管 以及 与之 相连 的
高频 变压器组 成 , 它产 生 的 d / t是具 有 较 大 幅度 vd 的脉 冲 , 频带 较宽且 谐波丰 富. 这种 脉 冲干扰产生 的 主要原 因有两个 方 面 : 方 面开 关 管负 载 为高 频变 一 压 器初级 线 圈 , 是感 性 负 载. 开关 管 导通 瞬 间 , 在 初
1 2 1 开 关 电路产 生 的电磁 干扰 .. 开关 电路 是 开关 电源 的核心 , 主要 由开 关管 和
I C 0 等 国际 标 准相 对 应 的标 准.自从 2 0 E 81 0 3年 8
月 1日中 国强 制 实 施 3 C认 证 ( hn o us r C iaC mp l y o