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开关电源产生EMI 的原因较多,其中由基本整流器产生的电流高次谐波干扰和功率转换电路产生的尖峰电压干扰是主要原因。
(一)基本整流器
基本整流器的整流过程是产生 EMI最常见的原因。这是因为正弦波电源通过整器后变成单向脉动电源,已不再是单一频率的电流,此电流波可分解为直流分量和一系列频率不同的交流分量之和。实验结果表明:谐波 (特别是高次谐波)会沿着输线路产生传导干扰和辐射干扰,一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸另一方面通过电源线产生射频干扰。
(二)功率转换电路
功率转换电路是开关稳压电源的核心,它产生的尖峰电压是一种有较大幅度的对脉冲,其频带较宽且谐波比较丰富。产生这种脉冲干扰的主要元器件是:
1.开关管
开关管及其散热器与外壳和电源内部的引线间存在分布电容。当开关管流过大的脉冲电流时,大体上形成了矩形波,该波形含有许多高频成分。开关管的负载是高频变压器或储能电感,在开关管导通的瞬间,变压器一次侧出现很大的涌流,造成尖峰噪声。
2.高频变压器
当原来导通的开关管关断时,高频变压器的漏感所产生的反电势与集电极的电流变化率di/dt 成正比,与漏感量成正比,叠加在关断电压上,形成关断电压尖峰,从而形成传导性电磁干扰。在高频的情况下,变压器层间的分布电容使开关电源中的高频噪声很容易在一、二次侧之间传递。变压器对外壳的分布电容形成另一条高频通路。而使变压器周围产生的电磁场更容易在其他引线上耦合形成噪声。
3.整流二极管
在输出整流二极管截止时有一个反向电流,一旦这个反向电流恢复时的电流斜率过大,这种二极管在变压器漏感和其他分布参数的影响下将产生较强的高频干扰,其频率可达几十兆赫。
4.电容、电感器和导线
开关电源由于工作在较高频率,会使低频的元器件特性发生变化,由此产生噪声。
以上4点就是造成电源内部干扰的主要原因,只要解决了以上内部干扰问题,那么外部干扰就很好解决了。
【本文标签】 电源变压器-变压器-高频变压器
【责任编辑】刘馨中