开关电源模块的电磁兼容性

发布日期：2016-08-04 作者：电源模块厂家点击：

随着电力电子技术的发展，开关电源模块因其相对体积小、服从高、工作可靠等好处开始庖代传统整流电源而被广泛应用到社会的各个领域。但因为开关电源工作频率高，内部产生很快的电流、电压转变，即dv/dt和di/dt，导致开关电源模块将产生较强的谐波干扰和尖峰干扰，并通过传导、辐射和串扰等耦合途径影响自身电路及其它电子体系的正常工作，当然其自己也会受到其它电子设备电磁干扰的影响。这就是所讨论的电磁兼容性题目，也是关于开关电源电磁兼容的电磁骚扰EMD与电磁敏感度EMS设计题目。因为国家开始对部分电子产品强制执行3C认证，因此一个电子设备能否知足电磁兼容标准，将关系到这一产品能否在市场上贩卖，所以进行开关电源的电磁兼容性研究显得特别很是紧张。

电磁兼容学是一门综合性学科，它涉及的理论包括数学、电磁场理论、天线与电波传播、电路理论、旌旗灯号分析、通信理论、材料科学、生物医学等。

进行开关电源的电磁兼容性设计时，先辈行一个体系设计，明确以下几点：

1. 明确体系要知足的电磁兼容标准；

2. 确定体系内的关键电路部分，包括强干扰源电路、高度敏感电路；

3. 明确电源设备工作环境中的电磁干扰源及敏感设备；

4. 确定对电源设备所要采取的电磁兼容性措施。

一、DC/DC变换器内部噪声干扰源分析

1．二极管的反向恢复引起噪声干扰

在开关电源中常使用工频整流二极管、高频整流二极管、续流二极管等，因为这些二极管都工作在开关状况，如图所示，在二极管由阻断状况到导通工作过程中，将产生一个很高的电压尖峰VFP；在二极管由导通状况到阻断工作过程中，存在一个反向恢复时间trr，在反向恢复过程中，因为二极管封装电感及引线电感的存在，将产生一个反向电压尖峰VRP，因为少子的存储与复合效应，会产生瞬变的反向恢复电流IRP，这种快速的电流、电压突变是电磁干扰产生的根源。

2．开关管开关动作时产生电磁干扰

在正激式、推挽式、桥式变换器中，流过开关管的电流波形在阻性负载时近似矩形波，含有雄厚的高频成分，这些高频谐波会产生很强的电磁干扰，在反激变换器中，流过开关管的电流波形在阻性负载时近似三角波，高次谐波成分相对较少。开关管在开通时，因为开关时间很短以及逆变回路中引线电感的存在，将产生很大的 dV/dt突变和很高的尖峰电压，在开关管的关断时，因为关断时间很短，将产生很大的di/dt突变和很高的电流尖峰，这些电流、电压突变将产生很强的电磁干扰。

3．电感、变压器等磁性元件引起的电磁干扰

在开关电源中存在输入滤波电感、功率变压器、隔离变压器、输出滤波电感等磁性元件自动化生产线，隔离变压器初次级之间存在寄生电容，高频干扰旌旗灯号通过寄生电容耦合到次边；功率变压器因为绕制工艺等缘故原由，原次边耦合不理想而存在漏感，漏电感将产生电磁辐射干扰，另外功率变压器线圈绕组流过高频脉冲电流，在四周形成高频电磁场；电感线圈中流过脉动电流会产生电磁场辐射，而且在负载突切时，会形成电压尖峰，同时当它工作在饱和状况时，将会产生电流突变，这些都会引起电磁干扰；

4．控制电路中周期性的高频脉冲旌旗灯号如振荡器产生的高频脉冲旌旗灯号等将产生高频高次谐波，对四周电路产生电磁干扰。

5．此外电路中还会有地环路干扰、公共阻抗耦合干扰，以及控制电源噪声干扰等。

6．开关电源中的布线设计特别很是紧张武汉网站建设，不合理布线将使电磁干扰通过线线之间的耦合电容和分布互感串扰或辐射到邻近导线上，从而影响其它电路的正常工作。

7．热辐射产生的电磁干扰新疆人事考试中心，热辐射是以电磁波的情势进行热交换，这种电磁干扰影响其它电子元器件或电路的正常稳固工作。

二、外界的电磁干扰

对于某一电子设备，外界对其产生影响的电磁干扰包括：电网中的谐波干扰、雷电、太阳噪声、静电放电，以及四周的高频发射设备引起的干扰。

三、电磁干扰的后果

电磁干扰将造成传输旌旗灯号畸变，影响设备的正常工作。对于雷电、静电放电等高能量的电磁干扰，紧张时会损坏设备。而对于某些设备，电磁辐射会引起紧张信息的走漏。

四、开关电源的电磁兼容设计

了解了开关电源内部及外部电磁干扰源后，我们还应知道，形成电磁干扰机理的三要素是还有传播途径和受扰设备。因此开关电源的电磁兼容设计重要从以下三个方面入手：

1、减小干扰源的电磁干扰能量；

2、切断干扰传播途径；

3、进步受扰设备的抗干扰能力。

精确了解和把握开关电源的电磁干扰源及其产生机理和干扰传播途径，对于采取何种抗干扰措施以使设备知足电磁兼容要求特别很是紧张。因为干扰源有开关电源内部产生的干扰源和外部的干扰源，而且可以说干扰源无法消弭，受扰设备也总是存在，因此可以说电磁兼容题目总是存在。

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