開關電源中電磁干擾的抑制方法

2011年10月28日 10:39 來源:本站整理 作者:秩名 我要評論(0)

  引言

  隨著開關電源技術的不斷發展和日趨成熟,各個應用領域對開關電源的需求也不斷增長,但是,開關電源存在嚴重的電磁干擾()問題。它不僅對電網造成污染,直接影響到其它用電電器的正常工作,而且作為輻射干擾闖入空間,對空間也造成電磁污染。于是便產生了開關電源的電磁兼容(EMC)問題。電磁兼容是指設備或系統在其電磁環境中能正常工作且不對該環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。

  開關電源的電磁干擾可分為傳導干擾和輻射干擾兩大類。傳導干擾通過交流電源傳播,頻率低于30 MHz。輻射干擾通過空氣傳播,頻率在30MHz以上。

  本文針對一種桌面式180W塑殼開關電源(負載是12V/15A的半導體制冷冰箱,電源外形大小205mm×90mm×62mm)所存在的電磁干擾超標問題,從原理上進行了分析,并探討了解決方案。

       1 180 W開關電源的電路結構分析與電磁干擾測試

       1.1 主電路與結構布局分析

  該開關電源的電路原理如圖1所示。

 180W開關電源的電路原理圖

  電容濾波整流器功率因數低,整流二極管導通時間較短,濾波電容充電電流瞬時值的峰值大,整流后的電流波形為脈動狀,產生高的諧波電流。

  半橋電路中高頻導通和截止的S1、S2、D3、D4和變壓器T1是開關電源的主要騷擾源,產生高頻高壓的尖峰諧波振蕩,該諧波振蕩產生的高次諧波,通過開關管與散熱器問的分布電容傳入內部電路或通過散熱器及變壓器向空間輻射。

  該開關電源的內部布局如圖2所示,左邊是交流電源輸入和直流輸出,靠左邊上下兩側留有通風孔,風機在右邊,采用向外抽風方式散熱,保證塑殼內的熱量及時排出,避免熱量在塑殼內積聚。該布局的優點是通風路比較通暢,但也存在缺點—輸入輸出接口安裝得較近,在它們之間容易產生空間耦合,形成輻射騷擾。

 180W開關電源的內部布局圖

       1.2 電磁干擾測試

  表l所列為測得的7~21次諧波電流的數值,其中11、15、17次諧波電流都超標。

 

  輻射騷擾預測結果在30~50MHz和100MHz處超出限值,如圖4所示。

 

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