進(jìn)行開關(guān)電源的電磁兼容性設(shè)計時 ,，首先進(jìn)行一個系統(tǒng)設(shè)計 ,， 明確以下幾點：
1. 明確系統(tǒng)要滿足的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)；
2. 確定系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵電路部分 ,，包括強(qiáng)干擾源電路,、高度敏感電路；
3. 明確電源設(shè)備工作環(huán)境中的電磁干擾源及敏感設(shè)備,；
4. 確定對電源設(shè)備所要采取的電磁兼容性措施,。
一、DC/DC變換器內(nèi)部噪聲干擾源分析
1．二極管的反向恢復(fù)引起噪聲干擾
在開關(guān)電源中常使用工頻整流二極管,、高頻整流二極管,、續(xù)流二極管等 ， 由于這些二極管都工作在開關(guān)狀態(tài) ,，如圖所示 ,，在二 極管由阻斷狀態(tài)到導(dǎo)通工作過程中 ，將產(chǎn)生一個很高的電壓尖峰VFP,；在二極管由導(dǎo)通狀態(tài)到阻斷工作過程中 ,，存在一個反向 恢復(fù)時間trr，在反向恢復(fù)過程中 ， 由于二極管封裝電感及引線電感的存在 ,，將產(chǎn)生一個反向電壓尖峰VRP,， 由于少子的存儲與 復(fù)合效應(yīng) ，會產(chǎn)生瞬變的反向恢復(fù)電流IRP,，這種快速的電流,、電壓突變是電磁干擾產(chǎn)生的根源。
電流電壓波形圖
二極管反向恢復(fù)時電流電壓波形 二極管正向?qū)娏麟妷翰ㄐ?/span>
2．開關(guān)管開關(guān)動作時產(chǎn)生電磁干擾
二極管反向恢復(fù)時電流電壓波形 二極管正向?qū)娏麟妷翰ㄐ?/span>
在正激式,、推挽式,、橋式變換器中 ，流過開關(guān)管的電流波形在阻性負(fù)載時近似矩形波 ,，含有豐富的高頻成分 ,，這些高頻諧波會 產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾 ，在反激變換器中 ,，流過開關(guān)管的電流波形在阻性負(fù)載時近似三角波 ,，高次諧波成分相對較少 。開關(guān)管在 開通時 ,， 由于開關(guān)時間很短以及逆變回路中引線電感的存在 ,，將產(chǎn)生很大的dV/dt突變和很高的尖峰電壓 ，在開關(guān)管的關(guān)斷
時 ,， 由于關(guān)斷時間很短 ,，將產(chǎn)生很大的di/dt突變和很高的電流尖峰 ，這些電流,、電壓突變將產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾,。
3． 電感、變壓器等磁性元件引起的電磁干擾：在開關(guān)電源中存在輸入濾波電感,、功率變壓器,、隔離變壓器、輸出濾波電感等 磁性元件 ,， 隔離變壓器初次級之間存在寄生電容 ,，高頻干擾信號通過寄生電容耦合到次邊；功率變壓器由于繞制工藝等原因 ,， 原次邊耦合不理想而存在漏感 ,，漏電感將產(chǎn)生電磁輻射干擾 ，另外功率變壓器線圈繞組流過高頻脈沖電流 ,，在周圍形成高頻電 磁場,； 電感線圈中流過脈動電流會產(chǎn)生電磁場輻射 ，而且在負(fù)載突切時 ,，會形成電壓尖峰 ,， 同時當(dāng)它工作在飽和狀態(tài)時 ,，將會 產(chǎn)生電流突變 ，這些都會引起電磁干擾,。
4．控制電路中周期性的高頻脈沖信號如振蕩器產(chǎn)生的高頻脈沖信號等將產(chǎn)生高頻高次諧波 ,，對周圍電路產(chǎn)生電磁干擾。
5．此外電路中還會有地環(huán)路干擾,、公共阻抗耦合干擾 ,， 以及控制電源噪聲干擾等,。
6．開關(guān)電源中的布線設(shè)計非常重要 ,，不合理布線將使電磁干擾通過線線之間的耦合電容和分布互感串?dāng)_或輻射到鄰近導(dǎo)線 上 ，從而影響其它電路的正常工作,。
7．熱輻射產(chǎn)生的電磁干擾 ,，熱輻射是以電磁波的形式進(jìn)行熱交換 ，這種電磁干擾影響其它電子元器件或電路的正常穩(wěn)定工 作,。
二,、外界的電磁干擾
對于某一 電子設(shè)備 ，外界對其產(chǎn)生影響的電磁干擾包括： 電網(wǎng)中的諧波干擾,、雷電,、太陽噪聲、靜電放電 ,， 以及周圍的高頻發(fā) 射設(shè)備引起的干擾,。
三、電磁干擾的后果
電磁干擾將造成傳輸信號畸變 ,，影響設(shè)備的正常工作 ,。對于雷電、靜電放電等高能量的電磁干擾 ,，嚴(yán)重時會損壞設(shè)備 ,。而對于 某些設(shè)備 ， 電磁輻射會引起重要信息的泄漏,。
四,、開關(guān)電源的電磁兼容設(shè)計
了解了開關(guān)電源內(nèi)部及外部電磁干擾源后 ，我們還應(yīng)知道 ,，形成電磁干擾機(jī)理的三要素是還有傳播途徑和受擾設(shè)備 ,。因此開關(guān) 電源的電磁兼容設(shè)計主要從以下三個方面入手： 1，減小干擾源的電磁干擾能量,；2,，切斷干擾傳播途徑；3,，提高受擾設(shè)備的 抗干擾能力,。
正確了解和把握開關(guān)電源的電磁干擾源及其產(chǎn)生機(jī)理和干擾傳播途徑 ，對于采取何種抗干擾措施以使設(shè)備滿足電磁兼容要求非 常重要 。由于干擾源有開關(guān)電源內(nèi)部產(chǎn)生的干擾源和外部的干擾源 ,，而且可以說干擾源無法消除 ,，受擾設(shè)備也總是存在 ， 因此 可以說電磁兼容問題總是存在,。
下面以隔離式DC/DC變換器為例 ,，討論開關(guān)電源的電磁兼容性設(shè)計：
1. DC/DC變換器輸入濾波電路的設(shè)計
如圖所示 ，FV1為瞬態(tài)電壓抑制二極管 ,，RV1為壓敏電阻 ,，都具有很強(qiáng)的瞬變浪涌電流的吸收能力 ，能很好的保護(hù)后級元件或 電路免遭浪涌電壓的破壞 ,。Z1為直流EMI濾波器 ,，必須良好接地 ，接地線要短 ,，最好直接安裝在金屬外殼上 ,，還要保證其輸 入、輸出線之間的屏蔽隔離 ,，才能有效的切斷傳導(dǎo)干擾沿輸入線的傳播和輻射干擾沿空間的傳播 ,。L1、C1組成低通濾波電
路 ,， 當(dāng)L1電感值較大時 ,，還需增加如圖所示的V1和R1元件 ，形成續(xù)流回路吸收L1斷開時釋放的電場能 ,，否則L1產(chǎn)生的電壓尖 峰就會形成電磁干擾 ,， 電感L1所使用的磁芯最好為閉合磁芯 ，帶氣隙的開環(huán)磁芯的漏磁場會形成電磁干擾 ,，C1的容量較大為 好 ,，這樣可以減小輸入線上的紋波電壓 ，從而減小輸入導(dǎo)線周圍形成的電磁場,。
DC/DC變換器輸入濾波電路
2.高頻逆變電路的電磁兼容設(shè)計 ,，如圖所示 ，C2,、C3,、V2、V3組成的半橋逆變電路 ,，V2,、V3為IGBT、MOSFET等開關(guān)元件 ,， 在V2,、V3開通和關(guān)斷時 ,， 由于開關(guān)時間很快以及引線電感、變壓器漏感的存在 ,， 回路會產(chǎn)生較高的di/dt,、dv/dt突變 ，從而形成 電磁干擾 ,，為此在變壓器原邊兩端增加R4,、C4構(gòu)成的吸收回路 ，或在V2,、V3兩端分別并聯(lián)電容器C5,、C6，并縮短引線 ,，減
小ab,、cd、gh,、ef的引線電感 。在設(shè)計中 ,，C4,、C5、C6一般采用低感電容 ,， 電容器容量的大小取決于引線電感量,、回路中電流 值以及允許的過沖電壓值的大小 ，LI2/2=C△V2/2公式求得C的大小 ，其中L為回路電感 ,，I為回路電流 ,，△V為過沖電壓值。
為減小△V,，就必須減小回路引線電感值 ,，為此在設(shè)計時常使用一種叫“多層低感復(fù)合母排"的裝置 ， 由我所申請的該種母 排裝置能將回路電感降低到足夠小 ，達(dá)10nH級 ,，從而達(dá)到減小高頻逆變回路電磁干擾的目的。
開關(guān)管電流,、電壓波形比較圖
從電磁兼容性設(shè)計角度考慮 ,，應(yīng)盡量降低開關(guān)管V2、V3的開關(guān)頻率 ,，從而降低di/dt、dv/dt值 ,。另外使用ZCS或ZVS軟開關(guān)變換 技術(shù)能有效降低高頻逆變回路的電磁干擾 ,。在大電流或高電壓下的快速開關(guān)動作是產(chǎn)生電磁噪聲的根本 ， 因此盡可能選用產(chǎn)生 電磁噪聲小的電路拓?fù)?/span> ,，如在同等條件下雙管正激拓?fù)浔葐喂苷ね負(fù)洚a(chǎn)生電磁噪聲要小 ，全橋電路比半橋電路產(chǎn)生電磁噪聲 要小,。
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