開關(guān)電源電磁干擾分析及其抑制

2012年04月18日 15:55 來源:浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院, 作者:劉棟良,崔麗麗 我要評論(0)

摘要:在介紹反激式開關(guān)電源及其性能的基礎(chǔ)上,討論了該電源中的網(wǎng)側(cè)諧波及抑制,開關(guān)緩沖、光電隔離等問題。

關(guān)鍵詞:噪聲;高次諧波;電磁干擾

0 引言

功率開關(guān)器件的高額開關(guān)動作是導(dǎo)致開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾(EMI)的主要原因。開關(guān)頻率的提高一方面減小了電源的體積和重量,另一方面也導(dǎo)致了更為嚴重的EMI問題。如何減小產(chǎn)品的EMI,使其順利通過FCC或IEC1000等EMC標準論證測試,已成為目前急須解決的問題。

1 EMI分析

具體電路如圖1所示。

 

 

圖1 Flyback反激式電源電路

輸入為交流220V,經(jīng)功率二極管整流橋變?yōu)橹绷髯鳛榉醇ぷ儞Q器的輸入,輸出為三組直流:+5V,15V,12V,另外有一輔助電源5V,用來給光耦PC817供電??刂齐娐酚梅答伩刂?,選用TOPSwicth系列的TOP223Y芯片。

開關(guān)電源工作時,其內(nèi)部的電壓和電流波形都是在非常短的時間內(nèi)上升和下降的,因此,開關(guān)電源本身是一個噪聲發(fā)生源。開關(guān)電源的干擾按噪聲源種類分為尖峰干擾和諧波干擾兩種。使電源產(chǎn)生的干擾不至于對電子系統(tǒng)和電網(wǎng)造成危害的根本辦法是削弱噪聲發(fā)生源,或者切斷電源噪聲和電子系統(tǒng)、電網(wǎng)之間的耦合途徑。

本電路中,交流輸入電壓Ui經(jīng)功率二極管整流橋變?yōu)檎颐}動電壓,經(jīng)電容C12平滑后變?yōu)橹绷?,但電容電流的波形不是正弦波而是脈沖波。如圖2所示。

 圖2 電容側(cè)的電流電壓波形

由圖2中電流波形可知,電流中含有高次諧波。大量電流諧波分量流入電網(wǎng),造成對電網(wǎng)的諧波污染。另外,由于電流是脈沖波,使電源輸入功率因數(shù)降低。

2 EMI的抑制

2.1 高次諧波的抑制

在電路中采用共模扼流圈L11來抑制高次諧波。

對開關(guān)電源二根進線而言,存在共模干擾和差模干擾,如圖3(a)及圖3(b)所示。

 

 

圖3 電源進線的共模干擾和差模干擾

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