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來(lái)談?wù)勎宕箝_(kāi)關(guān)電源EMI抑制策略

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2019-07-09 點(diǎn)擊量：1186

來(lái)談?wù)勎宕箝_(kāi)關(guān)電源EMI抑制策略

日前開(kāi)關(guān)電源EMI抑制措施的有不足之處，現(xiàn)有的抑制措施大多從消除干擾源和受擾設(shè)備之間的耦合和輻射切斷電磁干擾的傳播途徑出發(fā)，這確是抑制干擾的一種行之有效的辦法，但是很少有人涉及直接控制干擾源，消除干擾，或提高受擾設(shè)備的抗擾能力，殊不知后者還有許多發(fā)展的空間。

五大開(kāi)關(guān)電源EMI抑制策略一：
采用交流輸入EMI濾波器
通常干擾電流在導(dǎo)線上傳輸時(shí)有兩種方式：共模方式和差模方式。共模干擾是載流體與大地之間的干擾：干擾大小和方向一致，存在于電源任何一相對(duì)大地、或中線對(duì)大地間，主要是由du/dt產(chǎn)生的，di/dt也產(chǎn)生一定的共模干擾。而差模干擾是載流體之間的干擾：干擾大小相等、方向相反，存在于電源相線與中線及相線與相線之間。干擾電流在導(dǎo)線上傳輸時(shí)既可以共模方式出現(xiàn)，也可以差模方式出現(xiàn);但共模干擾電流只有變成差模干擾電流后，才能對(duì)有用信號(hào)構(gòu)成干擾。

五大開(kāi)關(guān)電源EMI抑制策略二：
利用吸收回路改善開(kāi)關(guān)波形
開(kāi)關(guān)管或二極管在開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程中，由于存在變壓器漏感和線路電感，二極管存儲(chǔ)電容和分布電容，容易在開(kāi)關(guān)管集電極、發(fā)射極兩端和二極管上產(chǎn)生尖峰電壓。通常情況下采用RC/RCD吸收回路，RCD浪涌電壓吸收回路當(dāng)吸收回路上的電壓超過(guò)一定幅度時(shí)，各器件迅速導(dǎo)通，從而將浪涌能量泄放掉，同時(shí)將浪涌電壓限制在一定的幅度。在開(kāi)關(guān)管集電極和輸出二極管的正極引線上串接可飽和磁芯線圈或微晶磁珠，材質(zhì)一般為鈷（Co），當(dāng)通過(guò)正常電流時(shí)磁芯飽和，電感量很小。一旦電流要反向流過(guò)時(shí)，它將產(chǎn)生很大的反電勢(shì)，這樣就能有效地抑制二極管VD的反向浪涌電流

五大開(kāi)關(guān)電源EMI抑制策略三：
利用開(kāi)關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)
頻率控制技術(shù)是基于開(kāi)關(guān)干擾的能量主要集中在特定的頻率上，并具有較大的頻譜峰值。如果能將這些能量分散在較寬的頻帶上，則可以達(dá)到降低于擾頻譜峰值的目的。通常有兩種處理方法：隨機(jī)頻率法和調(diào)制頻率法。隨機(jī)頻率法是在電路開(kāi)關(guān)間隔中加人一個(gè)隨機(jī)擾動(dòng)分量，使開(kāi)關(guān)干擾能量分散在一定范圍的頻帶中。研究表明，開(kāi)關(guān)干擾頻譜由原來(lái)離散的尖峰脈沖干擾變成連續(xù)分布干擾，其峰值大大下降。調(diào)制頻率法是在鋸齒波中加人調(diào)制波（白噪聲），在產(chǎn)生干擾的離散頻段周圍形成邊頻帶，將干擾的離散頻帶調(diào)制展開(kāi)成一個(gè)分布頻帶。這樣，干擾能量就分散到這些分布頻段上。在不影響變換器工作特性的情況下，這種控制方法可以很好地抑制開(kāi)通、關(guān)斷時(shí)的干擾。

五大開(kāi)關(guān)電源EMI抑制策略四：
采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)開(kāi)關(guān)電源的干擾之一是來(lái)自功率開(kāi)關(guān)管通/斷時(shí)的du/dt，因此，減小功率開(kāi)關(guān)管通/斷的du/dt是抑制開(kāi)關(guān)電源干擾的一項(xiàng)重要措施。而軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可以減小開(kāi)關(guān)管通/斷的du/dt。如果在開(kāi)關(guān)電路的基礎(chǔ)上增加一個(gè)很小的電感、電容等諧振元件就構(gòu)成輔助網(wǎng)絡(luò)。在開(kāi)關(guān)過(guò)程前后引人諧振過(guò)程，使開(kāi)關(guān)開(kāi)通前電壓先降為零，這樣就可以消除開(kāi)通過(guò)程中電壓、電流重疊的現(xiàn)象，降低、甚至消除開(kāi)關(guān)損耗和干擾，這種電路稱為軟開(kāi)關(guān)電路。

在開(kāi)關(guān)關(guān)斷前使其電流為零，則開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生損耗和干擾，這種關(guān)斷方式稱為零電流關(guān)斷;或在開(kāi)關(guān)開(kāi)通前使其電壓為零，則開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生損耗和干擾，這種開(kāi)通方式稱為零電壓開(kāi)通。在很多情況下，不再指出開(kāi)通或關(guān)斷，僅稱零電流開(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)關(guān)。

五大開(kāi)關(guān)電源EMI抑制策略五：
針對(duì)高頻變壓器，首先應(yīng)根據(jù)導(dǎo)磁體屏蔽性質(zhì)來(lái)選擇導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)，如用罐型鐵芯和 El型鐵芯，則導(dǎo)磁體的屏蔽效果很好。變壓器外加屏蔽時(shí)，屏蔽盒不應(yīng)緊貼在變壓器外面，應(yīng)留有一定的氣隙。如采用有氣隙的多層屏蔽物時(shí)，所得的屏蔽效果會(huì) 更好。另外，在高頻變壓器中，常常需要消除初、次級(jí)線圈間的分布電容，可沿著線圈的全長(zhǎng)，在線圈間墊上銅箔制成的開(kāi)路帶環(huán)，以減小它們之間的禍合，這個(gè)開(kāi) 路帶環(huán)既與變壓器的鐵芯連接，又與開(kāi)關(guān)電源的地連接，起到靜電屏蔽作用。如果條件允許，對(duì)整個(gè)開(kāi)關(guān)電源加裝屏蔽罩，那樣就會(huì)更好地抑制輻射干擾。

隨著開(kāi)關(guān)電源的體積越來(lái)越小、功率密度越來(lái)越大，EMI控制問(wèn)題成為開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)定性的一個(gè)關(guān)鍵因素。由上述分析可知，采用EMI濾波技術(shù)、屏蔽技術(shù)、密封技術(shù)及接地技術(shù)等，可以有效地抑制、消除干擾源及受擾設(shè)備之間的禍合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑，從而提高開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性。

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