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開關電源電磁幹擾的控製技術

       亮化工程中,要解決開關電源的電磁幹擾問題,可從3個方麵入手:1)減小幹擾源產生的幹擾信號;2)切斷幹擾信號的傳播途徑;3)增強受幹擾體的抗幹擾能力。因此,開關電源電磁電磁幹擾要控製技術主要有:電路措施、EMI濾波、元器件選擇、屏蔽和印製電路板抗幹擾設計等。
  ①減少開關電源本身的幹擾
  軟開關技術:在原有的硬開關電路中增加電感和電容元件,利用電感和電容的諧振,降低開關過程中的du/dt和di/dt,使開關器件開通時電壓的下降先於電流的上升,或關斷時電流的下降先於電壓的上升,來消除電壓和電流的重疊。
  開關頻率調製技術:通過調製開關頻率fc,把集中在fc及其諧波2fc、3fc…上的能量分散到它們周圍的頻帶上,以降低各個頻點上的EMI幅值。該方法不能降低幹擾總量,但能量被分散到頻點的基帶上,從而使各個頻點都不超過EMI規定的限值。為了達到降低噪聲頻譜峰值的目的,通常有兩種處理方法:隨機頻率法和調製頻率法。 
  元器件的選擇:選擇不易產生噪聲、不易傳導和輻射噪聲的元器件。通常特別值得注意的是,二極管和變壓器等繞組類元器件的選用。反向恢複電流小、恢複時間短的快速恢複二極管是開關電源高頻整流部分的理想器件。
  共模幹擾的有源抑製技術:設法從主回路中取出一個與導致電磁幹擾的主要開關電壓波形完全反相的補償EMI噪聲電壓,並用它去平衡原開關電壓。
  濾波:EMI濾波器的主要目的之一,就是要在150kHz~30MHz的頻段範圍獲得較高的插入損耗,但對頻率為50Hz工頻信號不產生衰減,使額定電壓、電流順利通過,同時還必須滿足一定的尺寸要求。任何電源線上的傳導幹擾信號,均可用差模和共模信號來表示。在一般情況下,差模幹擾幅度小,頻率低,所造成的幹擾較小;共模幹擾幅度大,頻率高,還可以通過導線產生輻射,所造成的幹擾較大。因此,欲削弱傳導幹擾,把EMI信號控製在有關EMC標準規定的極限電平以下,有效的方法就是在開關電源輸入和輸出電路中加裝電磁幹擾濾波器。
  PCB設計:PCB抗幹擾設計主要包括PCB布局、布線及接地,其目的是減小PCB的電磁輻射和PCB上電路之間的串擾。開關電源布局的佳方法與其電氣設計類似。在確定PCB的尺寸形狀後,再確定特殊元器件(如各種發生器、晶振等)的位置。後,根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。
  減小電磁幹擾的緩衝電路:其由線性阻抗穩定網絡組成,作用是消除在供電電力線內潛在的幹擾,包括電力線幹擾、電快速瞬變,電湧,電壓高低變化和電力線諧波等。這些幹擾對一般穩壓電源來說,影響不是很大,但對高頻開關電源的影響顯著。
  ②切斷幹擾信號的傳播途徑—共模、差模電源線濾波器設計
  電源線幹擾可以使用電源線濾波器濾除。一個合理有效的開關電源EMI濾波器應該對電源線上差模和共模幹擾都有較強的抑製作用。
  ③增強敏感電路的抗幹擾能力

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