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一直以來,開關(guān)電源模塊的電磁干擾是一個重要的解決點,從原理上來講電磁干擾主要來自于兩個方面,即傳導(dǎo)干擾和輻射的干擾。
傳導(dǎo)干擾是由于電路中寄生參數(shù)的存在,以及開關(guān)電源中開關(guān)器件的開通與判斷,使得開關(guān)電源在交流輸入端產(chǎn)生較大的共模干擾和差模干擾。
輻射的干擾是指由于導(dǎo)體中電流的變化會在其周圍空間中產(chǎn)生變化的磁場,而變化的磁場又產(chǎn)生變化的電場,非標(biāo)定制恒流電源,這一變化電流的幅值和頻率決定其產(chǎn)生的電磁的大小以及其作用范圍。
為了減輕和抵抗這些電磁干擾對電網(wǎng)及電子設(shè)備產(chǎn)生的危害,設(shè)了x電容和y電容,其中x電容主濾波作用,常用于差模濾波,與共模電感匹配,并聯(lián)在輸入的兩端,濾除l、n線之間的差模信號,可防對外干擾。而y電容主接地,常用于共模濾波,對稱使用,接于l于地或n于地之間,濾除l對地或n對地之間的差模信號;诼╇娏鞯-,y電容值不能太大。
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在頻域內(nèi)測量輻射和傳導(dǎo)電磁干擾,這就是對已知波形做傅里葉級數(shù)展開,本文中我們著重考慮輻射電磁干擾性能。在同步壓轉(zhuǎn)換器中,引起電磁干擾的主要開關(guān)波形是由q1和q2產(chǎn)生的,也就是每個場效應(yīng)管在其各自導(dǎo)通周期內(nèi)從漏極到源極的電流di/dt。圖2所示的電流波形(q和q2on)不是很規(guī)則的梯形,但是我們的操作自由度也就,因為導(dǎo)體電流的過渡相對較慢,所以可以應(yīng)用henry ott-著作<電子系統(tǒng)中的噪聲降低技術(shù)>中的公式1。我們發(fā)現(xiàn),對于一個類似的波形,非標(biāo)訂制恒流電源,其上升和下降時間會直接影響諧波振幅或傅里葉系數(shù)(in)。
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ott關(guān)于不同模式電磁干擾水平的公式(2)示意了回路面積對電路電磁干擾水平產(chǎn)生的直接線性影響。e=263×10-16(f2ai)(1/r) (2)輻射場正比于下列參數(shù):涉及的諧波頻率(f,單位hz)、回路面積(a,單位m2)、電流(i)和測量距離(r,單位m)。此概念可以推廣到所有利用梯形波形進行電路設(shè)計的場合,不過本文僅討論電源設(shè)計。參考圖4中的交流模型,研究其回路電流流動情況:起點為輸入電容器,然后在q1導(dǎo)通期間流向q1,再通過l1進入輸出電容器,非標(biāo)定做恒流電源,后返回輸入電容器中。當(dāng)q1關(guān)斷、q2導(dǎo)通時,就形成了第二個回路。之后存儲在l1內(nèi)的能量流經(jīng)輸出電容器和q2,如圖5所示。這些回路面積控制對于降低電磁干擾是很重要的,在pcb走線布線時就要預(yù)先考慮清器件的布局問題。當(dāng)然,回路面積能做到多小也是有實際-的。
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