關於開關電源的EMC測試分析
發布時間:2013-03-06 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】開關電源具有體積小、重量輕、效xiao率lv高gao等deng優you點dian,廣guang泛fan應ying用yong於yu各ge個ge領ling域yu。由you於yu開kai關guan電dian源yuan固gu有you的de特te點dian,自zi身shen產chan生sheng的de各ge種zhong噪zao聲sheng卻que形xing成cheng一yi個ge很hen強qiang的de電dian磁ci幹gan擾rao源yuan。所suo產chan生sheng的de幹gan擾rao隨sui著zhe輸shu出chu功gong率lv的de增zeng大da而er明ming顯xian地di增zeng強qiang,使shi整zheng個ge電dian網wang的de諧xie波bo汙wu染ran狀zhuang況kuang愈yu加jia嚴yan重zhong。
電磁幹擾對電子設備的正常運行構成了潛在的威脅,因此解決開關電源的電磁幹擾是減小電網汙染的必要手段,本文對一台15kW開關電源的EMC測試,分析其測試結果,並介紹如何合理地正確選擇EMI濾波器,以達到理想的抑製效果。
開關電源產生電磁幹擾的機理
圖1為所測的15kW開關電源的傳導騷擾值,由圖中可以看出在0、15~15MHz大範圍超差。這是因為開關電源所產生的幹擾噪聲所為。開關電源所產生的幹擾噪聲分為差模噪聲和共模噪聲。

圖1:未加任何抑製措施所測得的傳導騷擾
共模噪聲
共模噪聲是由共模電流,IcM所產生,其特征是以相同幅度、相同相位往返於任一電源線(L、N)與地線之間的噪聲電流所產生。圖2為典型的開關電源共模噪聲發射路徑的電原理圖。

圖2:共模噪聲電原理圖
由於開關電源的頻率較高,在開關變壓器原、副邊及開關管外殼及其散熱器(如接地)之間存在分布電容。當開關管由導通切換到關斷狀態時,開關變壓器分布電容(漏感等)cunchudenenglianghuiyukaiguanguanjidianjiyudizhiwendefenbudianrongjinxingnengliangjiaohuan,chanshengshuaijianzhendang,daozhikaiguanguanjidianjiyufashejizhijiandedianyaxunsushangsheng。zhegeankaiguanpinlvgongzuodemaichongshudianliujingjidianjiyudizhiwendefenbudianrongfanhuirenyidianyuanxian,erchanniugongmozaosheng。
差模噪聲
差模噪聲是由差模電流IDM昕產生,其特征是往返於相線和零線之間且相位相反的噪聲電流所產生。
差模輸入傳導噪聲
圖3為典型的開關電源差模輸入傳導噪聲的電原理圖。
其一是當開關電源的開關管由關斷切換到導通時,回路電容C 通過開關管放電形成浪湧電流,它在回路阻抗上產生的電壓就是差模噪聲。

圖3:差模輸入傳導噪聲電原理圖
其二是工頻差模脈動噪聲,它是由整流濾波電容c 在整流電壓上升與下降期問的充放電過程中而產生的脈動電流與放電電流,也含有大量諧波成分構成差模噪聲。
以上兩種差模噪聲都返回到輸入端的交流電網,所以稱為輸入傳導噪聲,它不僅汙染電網,還給其它接人電網的電子、電氣設備造成危害,還直接導致輸入功率因數的下降。
差模輸出傳導噪聲
第三種差模噪聲是輸出傳導噪聲,它是整流輸出部分二極管由正偏轉為反偏時,反向電流與二極管結電容、分布電感產生尖峰電壓而造成的差模噪聲,圖4為典型的半波整流濾波電路:

圖4:差模輸出傳導噪聲電原理圖
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