開關電源的EMC干擾是如何產生的?

  • linchow683
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  • 發表於 2022-06-09

在開關電源產品的研發過程中,EMC問題是工程師所必需克服的難題之一,也是不同功率的開關電源所共同具備的一個棘手問題。EMC又稱為電磁相容,而想要使設計的產品符合電磁相容標準,就必須弄清楚開關電源的電磁干擾都是從哪裡來的。本文將會就常見的幾種電磁干擾產生的方式,進行簡要總結和分析。 

01 開關電路產生的電磁干擾

在開關電源的EMC設計中,工程師首先需要避免的就是從電源的開關電路中所產生的電磁干擾問題,這也是開關電源的主要干擾源之一。開關電路在結構方面主要由開關管和高頻變壓器組成,因此它產生的du/dt具有較大幅度的脈衝,頻帶較寬且諧波豐富。電源電壓中斷會產生與初級線圈接通時一樣的磁化衝擊電流瞬變,這種瞬變是一種傳導型電磁干擾,既會影響變壓器的初級,同時還會使傳導干擾返回配電系統,造成電網諧波電磁干擾,從而影響其他設備的安全和經濟運行。

 

02 整流電路產生的電磁干擾

在開關電源的EMC設計中,另一個較大的電磁干擾源就是整流電路。在一些中小型電源的整流電路中,在輸出整流二極體截止時都會有一個反向電流,它恢復到零點的時間與結電容等因素有關。高頻整流回路中的整流二極體正嚮導通時有較大的正向電流流過,在其受反偏電壓而轉向截止時,由於PN結中有較多的載流子積累,因而在載流子消失之前的一段時間裡,電流會反向流動,致使載流子消失的反向恢復電流急劇減少而發生很大的電流變化。 

03 高頻變壓器產生的電磁干擾

高頻變壓器在開關電源的運行過程中也同樣會不可避免的產生電磁干擾,在大型電源的產品測試過程中,這一干擾問題尤其常見。高頻變壓器的初級線圈、開關管和濾波電容構成的高頻開關電流環路有時會產生較大的空間輻射,形成輻射干擾,對電源的EMC設計有較大影響。如果電容濾波容量不足或高頻特性不好,電容上的高頻阻抗會使高頻電流以差模方式傳導到交流電源中形成傳導干擾。

04 分佈電容引起的干擾

分佈電容在開關電源的設計和EMC產品測試過程中,是一種非常不起眼的電磁干擾源。當開關電源工作在高頻狀態時,其分佈電容所產生的干擾是非常大的,一方面,散熱片與開關管集電極間的絕緣片接觸面積較大,且絕緣片較薄。高頻電流會通過分佈電容流到散熱片上,再流到機殼地,此時將會產生共模干擾。另一方面,脈衝變壓器的初次級之間存在著分佈電容,可將原邊電壓直接耦合到副邊上,在副邊作直流輸出的兩條電源線上產生共模干擾。

 

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  • 發表於2023年1月14日 00:14

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