开关电源的电磁干扰抑制技术.doc

开关电源的电磁干扰抑制技术（完整版）实用资料
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2007年11月25日第24卷第6期
TelecomPowerTechnologies

收稿日期:2007205220
作者简介:朱方明(19742,男,四川资中县人,工程师,主要从事通信电源,短波通信技术的研究。文章编号:100923664(20070620076204设计应用
开关电源的电磁干扰抑制技术
朱方明1,王宝瑛2
(1.总参通信部驻宝鸡地区军事代表室,陕西宝鸡721006;2.陕西宝鸡长岭股份研发部,陕西宝鸡721006
摘要:电磁干扰对开关电源的效率和安全性影响成为人们关注的热点。文中分析了开关电源中电磁干扰产生的原因,提出了抑制干扰的有效措施。
关键词:电磁;干扰;抑制中图分类号:TN86
文献标识码:A
ElectromagneticInterferenceSuppressingTechniques
ofSwitchingModePowerSupply
ZHUFang2ming1,WANGBao2ying2
(1.TheMilitaryDelegateOfficeinBaoji,Baoji721006,China(2.BaojiChanglingGroupCo.,LTD,Baoji721006,China
Abstract:Theelectromagneticinterferenceisanimportantfactorwhichinfluencesgreatlytheapplicationofswitchingmodepowersupply,peoplepaymoreandmoreattentiontoit.Inthispaper,thecauseofelectromagneticinterferenceisanalyzed,andsomesuppressingmethodsarementioned.
Keywords:electromagnetic;interference;suppression
电磁兼容(ElectroMagneticCompatibility,简称EMC是指电子设备或系统在其电磁环境能正常工作,且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。它包括电磁干扰(EMI和电磁敏感(EMS两方面的内容。EMI是指电器产品向外发出干扰。EMS是指电器产品抵抗电磁干扰的能力。一台具备良好电磁兼容性的设备应既不受周围电磁噪声的影响,也不对周围环境造成电磁干扰。电磁干扰的三个要素是干扰源、耦合通道和敏感体。抑制开关电源产生的干扰对保证电子系统的正常稳定运行具有十分重要的意义,电磁干扰的抑制技术主要包括削弱干扰的能量,隔离和减弱噪声耦合途径及提高设备对电磁骚扰的抵抗能力等。本文分析了开关电源电磁干扰产生原因,介绍了开关电源电磁干扰抑制技术及设计方法。
1开关电源电磁干扰的产生
开关电源通常是将工频交流电整流为直流电,然后经过开关管的控制使其变为高频,再经过整流滤波电路输出,得到稳定的直流电压。工频整流滤波使用大容量电容充、放电,开关管高频通断,输出整流二极管的反向恢复等工作过程中产生了极高的di/dt和du/dt,形成了强烈的浪涌电流和尖峰电压,它是开关
电源电磁干扰产生的最基本原因。另外,开关管的驱动波形,MOSFET漏源波形等都是接近矩形波形状的周期波。因此,其频率是MHz级别的,这些高频信号对开关电源的基本信号,特别是控制电路的信号造成干扰。
1.1输入整流电路的谐波干扰
开关电源输入端通常采用桥式整流、电容滤波电路。整流桥只有在脉动电压超过输入滤波电容上的电压时才能导通,电流才从市电电源输入,并对滤波电容充电。一旦滤波电容上的电压高于市电电源的瞬时电压,整流管便截止。所以,输入电路的电流是脉冲性质的,并且有着丰富的高效谐波电流。这是因为整流电路的非线性特性,整流桥交流侧的电流严重失真。
忽略换流过程和电流脉动的影响,整流电路交流侧输入电流in的第n次谐波电源的幅值Inm可表示为
Inm=I1m/n,式中:n=2k±1(k=1,2,3…;I1m为基波电流幅值,于是交流侧电流in可表示为
in=I1m(sinωt+
13sin3ωt+1
5sin5ωt+……
=I1m∑
n=1,3,5(1
n
sinn
ωt而直流侧的谐波次数是n倍。所以,整流电路直流侧高频谐波电流不仅使电路产生功率,增加电路的无功功率,而且高频谐波会沿着传输线路产生传导干扰和辐射干扰。
1.2开关电路产生的干扰
开关电路在开关电源中起着关键的作用,同时也
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是主要的干扰源之一。开关管负载为高频变压器初级线圈,是感性负载。其在导通瞬间,初级线圈产生很大的涌流,并在初级线圈的两端出现