基于开关电源噪声产生的原因及相应措施的探讨.pdf

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1、·198·2015年3月学术论坛中文科技期刊数据库(文摘版)自然科学基于开关电源噪声产生的原因及相应措施的探讨谭华泉广东美的制冷设备有限公司，广东佛山528311摘要：分析了开关电源工作时噪声产生的原因，噪声对其它电子设备产生干扰的途径，并从电路设计、结构工艺两个方面提出了抑制噪声干扰的措施。关键闭：电源；干扰；抑制方法中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1671—5578(2015)03．0198．Ol开关电源与线性电源相比拥有许多优势，如体积小、重量轻、高效率等；但是随之带来的是电磁干扰。由于开关电源本身的特殊结构，其固有的谐波整流，开关频

2、率及其谐波，在高功率开关器件中，不可避免的被高速电流和电压跳变而产生的电磁干扰，干扰是不可避免的，而我们要做的就是如何降低干图1电源滤波器的电路形式扰的程度。电源滤波器可以看作一个二端口网络1噪声产生1．1噪声的分类噪音的产生一般可以分为内部因素和外部因素，内部因素是开关电源内部元件，形成干扰。外部的干扰涉及到人为因素和自然因素。噪声根据来源的不同可分为：输出脉动噪声，辐图2滤波器等效二端口网络射电场所产生的噪声，外来突变电压弓l起的噪声和雷电冲击电根据插入损耗的定义，插入损耗应为加入滤波器前负载上压引起的噪声等。的电压与加入滤波器后负载上的电压之比，

3、即。1．2噪声产生源可以求出：1．2．1开关管UgZL开关电源中的矩形波的形成主要由于分布电容存在于开关uz41)1+42+。+“管的外壳与系统内部电源线之间，当过大的脉冲电流流过开关∞∞钟∞∞柏所以有：管的时候而产生的；由于开关电源的器件的相关参数原因如功率管的储电时间fc短，输出端的直流电流，较大，开关电源的：!!三±：兰±墨兰(2)U2Z“Zg整流二极管的反向恢复时间t较短，因而导致会在系统中造成插入损耗：瞬间短路的现象，由于幅值较大因而会在流经变压器和系统中电感时形成干扰的电磁场。尼：2olg兰±(3)一lzL+Zgl1．2．2二极管的恢复特性

4、其中A为滤波电路的二端网络的转移矩阵。若用PN型二极管作高频的整流时候，由于正向电流堆积图3、图4中所展示的是该电源滤波器的使用效果。图3在寄生电容上的方向电压因为有载流子的存在不能马上被消为一开关电源未使用电源滤波器时电源端0．15MHz～30MHz除，而在系统中形成反向电流，过大的斜率使其在电源中形成传导骚扰电压的波形；图4是插入滤波器后的波形，可见其滤尖峰电压。波效果是明显的。1．2．3变压器变压器运用于开关电源主要是用于隔离和变压。在高频率工作状态下，它并不是完全隔离，电源上的高频噪声由于变压器的层间分布电容的存在使其很容易在初、次级之间传递。

5、1．3电容、电感器和导线低频的开关电源器件特性会在高频的工作状态下发生改变，从而导致噪声的产生。2消除噪声的主要方法150¨h3OMH‘电力系统中的电流和电压会因为开关电源中的电磁干扰而图3使用滤波器前的电源端骚扰电压图剧烈的变化，需要尽量减少电压和电流在电路中的变化率(du／dr，eli／dt)，使用吸收电路是一个很好的抑制电磁干扰的方法。}i：。埠对于开关吸收电路的基本原则是切断旁路，吸收积累的能量，1⋯峙⋯一{{从而减少干扰的产生。常用的吸收电路有RC，RCD，LC无{源吸收网络和有源吸收网络。d；i-●．jl1、．增加滤波器是一种很好的抑制传导

6、干扰的方法。具体措施一ll———r如下：．：￡．￡田l如图在DC输入端加装电源滤波器来降低干扰。其中、CD用于抑制差模噪声，一般取1Oo~7OO，cD取I~10~F，图4使用滤波器后的电源端骚扰电压对10,--150kHz比较有效。三c、cc用于抑制共模噪声，一般k在电源的交流输入端加装滤波器的时候应当注意：除了制取1～3。，Cc取2000～6800eF，对抑制150kHz以上的共模造商特别声明不需要接地以外，在电源端加装滤波器的时候都噪声有效。上述器件的参数要在实践中加以调整。应该使滤波器接地，因为要使共模滤波器的旁路(下转第238页)