探讨高频开关电源设计中的电磁兼容问题.doc

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1、探讨高频开关电源设计中的电磁兼容问题　　　　引言　　开关电源与线性稳压电源相比，具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等许多优点，己被广泛应用于计算机及其外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。但开关电源的突出缺点是能产生较强的电磁干扰（EMI）。EMI信号既具有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经传导和辐射后会污染电磁环境，对通信设备和电子产品造成干扰。如果处理不当，开关电源本身就会变成一个骚扰源。目前，电子产品的电磁兼容性（EMC）日益受到重视，抑制开关电源的EMI，提高电子产品的质量，使之符合EMC标准，已成为电子产品设

2、计者越来越关注的问题。本文就高频开关电源设计中的电磁兼容性问题进行了探讨。　　　　1、开关电源的组成及工作原理　　　　1.1、组成　　开关电源的组成框图如图1所示，它由以下几个部分组成：　　1）主电路包括输入滤波器、整流与滤波、逆变、输出整流与滤波；　　2）控制与保护电路；　　3）检测与显示电路除了提供保护电路所需的各种参数外，还提供各种显示数据；　　4）辅助电源。　　　　图1、开关电源的组成框图　　1.2、开关稳压电源原理　　开关稳压电源电路如图2所示。图2中的开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在K接通时，输入电源Vin通过K

3、和滤波电路供电给负载RL，当K断开时，输入电源Vin便中断了能量的提供。可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。图2中，由储能电感L、滤波电容C2和续流二极管D组成的电路，就具有这种功能。在AB间的电压平均值VAB可用式（1）表示。　　VAB=Vinton/T=DVin（1）　　式中：ton为K导通时间；　　T为K工作周期；　　D为占空比，D=ton/T。　　　　图2、开关稳压电源电路原理图　　由式（1）可知，改变

4、D，即可改变VAB。因此，随着负载及输入电源电压的变化调整D便能使输出电压Vo维持不变。这种控制方法称为时间比率控制（TImeRaTIoControl，缩写为TRC）。按TRC原理，它有3种方式：　　1）脉冲宽度调制（PulseWidthModulaTIon，缩写为PWM）其开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式；　　2）脉冲频率调制（PulseFrequencyModulaTIon，缩写为PFM）导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式；　　3）混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式

5、，它是以上二种方式的结合。　　2、开关电源产生电磁干扰的机理　　开关电源之所以是一个很强的电磁骚扰源，