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开关电源电磁干扰的相关理论


开关电源电磁干扰的相关理论

这是一个老生常谈的问题,但又是实实在在需要解决的问题。

1、开关电源的主要电磁干扰源 
开关电源中的电磁干扰源主要有开关器件、二极管和非线性无源元件。在开关电源中,印制板布线不当也是引起电磁干扰的一个主要因数。 
1.1开关电路产生的电磁干扰 
对开关电源来说,开关电路产生的电磁干扰是其主要干扰源之一。开关电路是开关电源的核心,主要由开关管和高额变压器组成。他产生的dv/dt具有较大的脉冲,频带较宽且谐波丰富。这种脉冲干扰产生的主要原因是: 
(1)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。 
(2)脉冲变压器初级线圈,开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能产生较大的空间辐射,形成辐射干扰,如果电容滤波容量不足或高频特性不好,电容上的高频阻抗会使高频电流以差模方式传导到交流电源中形成传导干扰。 www.pw0.cn
1.1.2二极管整流电路产生的电磁干扰 
主电路中整流二极管产生的反向恢复电流的1di/dt1远比续流二极管恢复电流Idi/dtl小得多。作为电磁干扰源来研究,整流二极管反向恢复电流形成的干扰强度大,频带宽。整流二极管产生的电压跳变远小于电源中的功率开关管导通和关断时产生的电压跳变。因此,不计整流二极管产生的Idv/dtI和Idi/dtl的影响,而把整流电路当成电磁干扰耦合通道的一部分来研究也是可以的。 
2、开关电源电磁干扰的耦合通道 
开关电源通过耦合通道对自身产生干扰。通常多采用差模和共模干扰加以分析。 
“共模干扰”是指干扰大小和方向一致,其存在于电源任何一相对大地,或中线对大地间。共模干扰也称纵模干扰、不对称干扰或接地干扰。是载流体与大地之间的干扰。 
“差模干扰”是指干扰大小相等,方向相反,其存在于电源相线与中线之间。差模干扰也称常模干扰、横模干扰或对称干扰。·这是载流体之间的干扰。 
共模干扰说明了干扰是由辐射或串扰耦合到电路中的。而差模干扰则说明了干扰是源于同一条电路的。通常这两种干扰是同时存在的,由于线路阻抗的不平衡,两种干扰在传输中还会互相转化.所以情况非常复杂。

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