开关电源电磁兼容设计

。
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▲图1 开
关 电 源 共 模 骚 扰 等 效 电路
2
2 1
．
共模 和 差 模 骚 扰 通 道 开关 电源 在 由 电网供电 时
，
它将从 电网 取 得的电能 变 换 成 另
一
一
种
特 性 的电能供 给 负载 电网
、
。
同 时开 关 电 源 又 是
噪 声源
，
，
通 过耦合 通 道对
开 关 电 源 本 身 和 其 它设备 产 生骚扰
．
初 级线 圈 产 生 很 大 的 涌 流
并在 初级线
以 差 模 方式传 导 到 交 流 电 源 中形 成传导 骚扰
．
1 开 关 电源 中 的主要 电磁 骚 扰 源
圈 的 两 端 出现 较 高 的浪涌尖 峰 电 压 ； 在 开 关 管断 开 瞬 间
通
，
。
，
开 关 电源 中 的 电磁 骚 扰源 主 要 有 开
电磁 兼 容足指 在 行 艘 的 审 阅
( E M D ) 和 也磁 敏 感 ( E
M S
、
时 rnJ 和频 淆 范阍 内
。
，
务 种 电气 没 箭 共 存 衙 小 哆 f 起 忭 能 的 下降
，
，
它 包 括 也 磁骚 扰
) 两 方衙 的内容
E M D
足 指 咆 气产 品 向 外 发 fjJ 噪 声
，
E M S
则 足指 也 气 产 品 抵 抗 外
来电 磁 骚 扰 的 能 力
扰
。
一
。
台 具 箭 良 好电 磁 兼 容性 能 的 没 备
应 该艇 不 受周 用 也 磁 环 境 的 影 响 也小 对 埘 埘造 成 电 磁 骚
开 关电 源 巾的功 率 开 笑管 在 府额 F 的翘
、
、
矗和 也 流跳 变 断过 程 产 生 人幅 度 的 电，
。
通 常多 采 用共 模 和 差模 骚
。
扰加 以分析
“
如图 1
”
，
为开 关电源 共 模 骚扰 等 效 电路
题时 研 究 它们 『 『 9 也 磁 骚 扰 Iil_ 『
主 要 考虑 的 足 传 导骚 扰
开 关 电源 电磁 兼容设 计
◎ 广 州 毅 昌 科技 股 份 有 限 公 司 何 芳
电磁 骚 扰
讨论 电 磁骚扰
性
，
一
原 因是 般 是从 骚 扰 源 的 特
圈
，
：
能 会 产 生 较 大 的 空 间辐 射
，
。
因此
，
由 开关管和 高频变 压 器 组 成
d t 是具有 较 大 辐度 的 脉冲 dv ／
它产 生 的
能击穿开 关 管
2
d t l$ Old i／ d t l的 不 计 整 流 二 极 管 产 生 的 Id v ／
，
，
频带较 宽
) 脉： 中变 压 器 初 级 线 圈
开关管
影响
，
而 把 整 流 电 路当成 电 磁骚 扰 耦 合
‘
．
W 而 产 乍 删 人 rJfJ 也 磁 骚 扰
：
，
但 骚 扰 的频 率 范 阔 (
( 空 气 介质 巾约 为 l
or e
<
3 0M H
z
) 足 比 较低 的
．
多数 小 功 率 歼 足电 源 的 儿 何 几 J 远 小 1
：
，
30M H
z
t
~ 磁 场 对腕 的 波 比
，
)
．
肝 火 l乜 源 系 统 研 究 的 电磁 骚 扰 现 象 属 ，似 稳 场 的 范埘
l 技术 应 用
i t 与 负载 大 小 的 关 系 t 1 3 dr ／
．
d t 是 开关 电源的 主 要 骚 扰 源 功 率开 关 管 开 通 和 关断时产 生的 d v ／
。
经 理 论 分析 及 实 验表 明
，
负载 加大
。
，
d t l值 加 大 关 断 产 生 的 Id v ／
，
而负
d t ]影 响 不 大 载 变 化 对 开 通 的 Id v ／
的 电 磁 骚扰 是 开 关 电 源 的 主 要 骚 扰 源 之
一
磁 化 冲 击 电流 瞬 变
，
这 个 噪 声会 传导 到
，
的电 压 跳 变远 小 于 电 源 中 的功 率 开 关 管
。
开 关 电路 是开 关 电 源 的核 心
。
，
主要
输入输出端
，
形 成 传 导 骚扰
。
重者有可
导 通 和 关 断 时产 生 的 电 压 跳 变
、
主 电路 中 整 流 二 极 管 产 生 的 反 向恢
dt ] 复 电 流 8 ~ld i／ 远 比续 流 二 极 管 反 向恢 复
能 量 将 和集 电 极 电路 中 的电 容 成 带 有 尖 峰 的衰 减 振 荡
压上
， ，
电阻 形
叠 加 在关 断 电
。
dt [ 电流 的 Id i／ d＼ 得多
。
形 成 辐射 骚
1
) 开关 管 负载为 高频 变 压 器 初级 线
。
扰
。
如 果 电容 滤 波 容 量 不 足 或 高 频 特 性
，
骚 扰 的耦 合 通 道 特 性 和 受 扰 体 的 特
。
是 感 性 负载
在 开关 管导 通 瞬 间
，
，
不好
电 容 上 的 高 频 阻 抗 会 使 高 频 电流
性 三 个 方面来进行 的
作 为电磁 骚 扰 源 来
1 1 开 关 电路 产 生 的 电磁 骚 扰
形 成 关 断 电压 尖峰
这 种 电源 电
一
研究
，
整流 二 极 管反 向 恢复 电流 形 成 的
，
对 开关 电源 来说
，
开 关 电路产 生
压 中 断 会 产 生 与 初级线 圈 接 通 时
样的
骚扰 强度 大
频带宽
。
整流二 极 管产 生
d t l不 由 于 开 通 和关 断时产 生 的 Id v ／
。
同
2
．
，
从 而 对外 部产 生 的骚扰脉冲 也是 不 同 的
开 关 电源 电磁 噪 声 的耦 合 通 道
描 述 开关 电 源 和 系统传 导骚扰 的耦合 通 道 有 两 种 方 法 ：
1
) 将耦 合 通道 分 为 共模 通 道 和 差模 通 道 ； ) 采 用 系统 函数 来描 述 骚扰和 受扰 体之 间 的耦合 通 道 的特性
一
且 谐 波 丰 富 。 这 种脉 冲骚 扰 产 生 的 主 要
和 滤 波 电 容构 成 的 高 频 开 关 电 流 环 路 可
通道的
部 分来 研 究 也 是 可 以的
。
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2 0 | o 年 第3 期
由 于 初级 线 圈 的漏 磁
一
致使
一
关器 件
、
二 极 管 和 非线 性无 源 元 件
，
；
在
部 分 能 量 没 有从
，
次线圈传
1 2 二 极 管整 流 电路产 生 的 电磁 骚 扰
开 关 电源 中
电磁 骚扰的
．
一
印制板布 线 不 当 也 是 引 起
个 主要 因 素
。
输 到 二 次线 圈
储 藏 在 电 感 中 的这 部 分