Flyback开关电源近场磁辐射预测与抑制

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1、万方数据第14卷第10期2010年10月电机与控·制学报ELECTRICMACHINESANDCONTROLV01．14No．10Oct．2010Flyback开关电源近场磁辐射预测与抑制张晓光1，和军平2，孙力1，王毅2(1．哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江哈尔滨150001；2．哈尔滨工业大学深圳研究生院，广东深圳I5t8055)摘要：为了研究Flyback开关电源主电路产生的磁场辐射的分布和特性，提出了一种时域计算开关电源磁场辐射对敏感回路造成的感应电压的简便方法，通过建立Flyback电源的高频电路仿真模型，分析了主电路寄生电感、电容形成的谐振及其对磁场辐射的作用。推导

2、了敏感回路磁感应电压的简化预测算法，并对磁场分布进行了分析。最后提出了金属平面镜像抵消、主电路寄生参数控制等改善措施。仿真与实验结果验证了所提预测方法的正确性与有效性。关键词：开关电源；磁场分析；辐射预测；辐射抑制中图分类号：TM921．5文献标志码：A文章编号：1007—449X(2010)10—0021—05MagneticnearfieldpredicationandsuppressionofaFlybackSMPSZHANGXiao．guan91，HEJun．pin92，SUNLil，WANGYi2(1．SchoolofElectricalEngineeringandAutoma

3、tion，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China，；2．ShenzhenGraduateSchool，HarbinInstituteofTechnology，Shenzhen518055，China)Abstract：InordertostudythedistributionandcharacteristicsofmagneticradiationaroundaFlybaekpowersupply，aneasyinducedvoltagecalculationmethodofnearfieldmagneticradiationispr

4、oposed．Afterbuildingupahighfrequencycircuitsimulationmodel，resonantphenomenonamongparasiticinduc-tonsandcapacitorsinmaincircuitanditsimpactiononmagneticradiationwereanalyzedandverifiedbyexperiment．Thesimpleinducedvoltagecalculationmethodofnearfieldmagneticradiationwasdeduced．Severalmagneticradiat

5、ioncontrolmethods，suchasmetalgroundmirrorplane，shieldingmethod，wereproposed．’nlevalidityandcorrectnessofthenovelareverifiedbysimulationandexperimentresults．Keywords：switchmodepowersupply；magneticfieldanalysis；radiationprediction；radiationsuppres·sionO引言开关电源主电路中高幅值、快速变化的电压、电流在其周围产生强烈的交变电磁场，不仅会影响电源

6、对外的电磁噪声发射，也会对其附近的控制电路和敏感负载产生电磁干扰，准确地预测开关电源主电路的近场辐射、分布规律和作用对提高开关电源功率密度、改善开关电源电磁兼容性有着重要意义【l。4J。文献[2—4]对开关电源内部存在的电场、磁场耦合效应及其对传导干扰发射的作用进行了实验研究，但对近场大小和分布没有进行分析和预测。文献[5—6]利用Ansoft有限元软件对Buck电源主电路、RM磁心变压器空间磁场分布进行了初步频域仿真，但其使用正弦激励电流使得仿真结果与实收稿日期：2009—11～lO基金项目：固家自然科学基金(50877015)；高等学校博士点基金新教师项目(200802131017)

7、作者简介：张晓光(1985一)，男，博士研究生，研究方向为电机控制技术与电磁兼容；和军平(1卯l一)，男，博士，副教授。研究方向为电力电子电磁兼容技术；孙力(1960一)。男，博士，教授，博士生导师，研究方向为一体化电机驱动控制与电磁兼容。万方数据电机与控制学报第14卷际相差较大。文献[7]用磁矢量势解析方法计算了Buck主电路瞬态磁场密度分布，文献[8]用电耦极子积分方法推导了Boost主电路磁场分布，以上两种算法虽然严谨，但计算