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1、20《电气开关》(2009.No.6)文章编号:1004-289X(2009)06-0020-03开关电源的电磁兼容设计朱明杰(华南农业大学珠江学院,广州从化510900)摘要:分析了开关电源产生噪声的特点和主要原因,介绍一种电磁兼容开关电源,该电源采用改进滤波器和吸收变压器等限制高频辐射并且能够抑制其它电磁干扰,从而极大地提高了电源的电磁兼容性。经仿真证明其性能良好。关键词:开关电源;电磁兼容性;电磁干扰;滤波技术;变压器中图分类号:TM13文献标识码:BElectromagneticCompatibilityDesignofSwitchedPowerSupplyZHUMing2
2、jie(ZhujiangInstituteofSouthChinaAgriculturalUniversity,Conghua510900,China)Abstract:Thecharacteristicandmainreasonsofnoiseproducedtheswitchedpowersupplyarefirstanalyzed.Thenaswitchedpowersupplywithelectromagneticcompatibilityispresented.Thepowersupplyusesmodifiedfiltersandabsorp2tiontransform
3、erstolimit,high2frequencyradiationandcancontrolotherelectromagneticintereference,thusincreasinge2lectromagneticcompatibilityofthepowersupply.Thesimulationprovesthatitsperformanceisgood.Keywords:switchedpowersupply;EMC;EMI;filtertechnology;transformer率通常较高,功率开关器件在高频下的通、断过程中不1引言可避免地要产生强大的EMI。与数字
4、电路相比,开关开关电源具有体积小、重量轻、效率高的优点,且市器件功率大,但频率不太高,所以开关电源EMI呈现场上已有成品开关电源集成控制模块,使电源设计、调试出鲜明的特点:简化许多,在大多数电子设备(如计算机、电视机及各种(1)开关电源EMI干扰源的位置较为清楚,主要控制系统)中得到了广泛的应用。然而,开关电源自身会集中在功率开关器件、二极管以及与之相连的散热器产生较强的电磁干扰(EMI)。这些电磁干扰随着开关电和高频变压器上;源开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强,经传(2)由于它是工作于开关状态的能量转换装置,导和辐射会污染周围电磁环境,对通信设备和电子仪器其电压、电流变
5、化率很高,产生的干扰强度较大;造成干扰,影响周围电子设备的正常运行。例如,当电磁(3)印刷线路板(PCB)走线通常采用手工布置,干扰窜入到计算机中,会引起计算机死机、数据处理系统具有很大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和出错、控制系统失灵、产生误动作等。因此,只有提高开近场干扰预估的难度;关电源的电磁兼容性,才能使开关电源在那些对电源噪(4)开关频率不高(从几万Hz到数兆Hz),主要声指标有严格要求的场合下被采用。随着电子产品的电的干扰形式是传导干扰和近场干扰。磁兼容性(EMC)日益受到重视,减少和抑制开关电源的3开关电源产生噪声的原因电磁辐射,提高电子产品的质量,使之符合有
6、关EMC标准或规范,已成为开关电源设计者的一个重要课题。开关电源将普通电直接整流滤波成为直流高压,然后通过晶体管逆变器转换成低电压的高频交流电2开关电源EMI的特点压,再经过整流和滤波变成所需要的直流低电压,结构开关电源功率变换器中功率半导体器件的开关频如图1所示。开关电源产生EMI的因素较多,因为开©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net《电气开关》(2009.No.6)21关电源内部的功率开关管、整流或续流二极管及主功形发生畸变,另一
7、方面通过电源线产生射频干扰,使接率变压器在高电压、大电流及高频开关的方式下工作,收机等产生噪声。其电压电流波形多为方波,所以在高压大电流的方波变压器型功率转换电路是实现变压,变频以及完切换过程中,方波电压电流会产生丰富的谐波电压及成输出电压调整的部件,是开关稳压电源的核心,主要谐波电流。这些谐波电压及谐波电流可通过电源输入由开关管和高频变压器组成。它产生的尖峰电压是一线或开关电源的输出线传出,对同一电网上供电的其种有较大幅度的窄脉冲,其频带较宽且谐波比较丰富。它设备及
