鉅大LARGE | 點擊量：2404次 | 2020年05月23日
開關(guān)電源的干擾及其抑制
作為電子設(shè)備的電源裝置，開關(guān)電源具有體積小，開關(guān)電源,開關(guān)電源廠家,重量輕，效率高的優(yōu)點。它已被廣泛用于數(shù)字電路中。但是，由于其高頻開關(guān)狀態(tài)，它是一個強干擾源，其自身的干擾直接危害電子設(shè)備的正常運行。因此，抑制開關(guān)電源本身的電磁噪聲，提高其抗電磁干擾能力，以保證電子設(shè)備長期安全可靠工作是開關(guān)電源開發(fā)設(shè)計的一個重要課題。
1開關(guān)電源干擾產(chǎn)生
開關(guān)電源的干擾一般分為兩類：一類是開關(guān)電源內(nèi)部元件引起的干擾；另一類是外部因素引起的干擾。兩者都涉及人類和自然因素。
1.1開關(guān)電源的內(nèi)部干擾
開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾主要是基波整流引起的高次諧波電流干擾和功率轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生的峰值電壓干擾。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1.1.1基本整改
基波整流器的整流過程是造成電磁干擾的最常見原因。這是因為工作頻率AC正弦波不再是整流后的單頻電流，而是變?yōu)楹愣娏鞣至亢鸵幌盗芯哂胁煌l率的諧波分量。諧波（特別是高次諧波）將遵循傳輸線。傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，導(dǎo)致前端電流失真，一方面，連接到前端電源線的電流波形失真，另一方面，通過電源線產(chǎn)生射頻干擾。
1.1.2功率轉(zhuǎn)換電路
功率轉(zhuǎn)換電路是開關(guān)穩(wěn)壓電源的核心，開關(guān)電源,開關(guān)電源廠家,它產(chǎn)生寬帶和豐富的諧波。這種脈沖干擾的主要成分是
1）開關(guān)管與其散熱器、外殼內(nèi)引線與電源之間存在分布電容。當(dāng)開關(guān)管的脈沖電流過大（一般為矩形波）時，波形中含有許多高頻分量。同時，還包括了開關(guān)電源管的存儲時間、輸出級大電流等用于斷電的器件參數(shù)。開關(guān)整流二極管的反向恢復(fù)時間會引起電路瞬間短路，產(chǎn)生較大的短路電流。此外，開關(guān)管的負(fù)載為高頻變壓器或儲能電感。一次變壓器在通電時發(fā)生較大的涌流，產(chǎn)生峰值噪聲。
2）高頻變壓器開關(guān)電源中的變壓器用作隔離和變壓器，但由于漏感，會產(chǎn)生電磁感應(yīng)噪聲。同時，變壓器層間的分布電容將一次側(cè)的高次諧波噪聲傳輸?shù)蕉蝹?cè)，變壓器外殼上的分布電容將形成另一個高頻通道。該電路使變壓器周圍的電磁場更容易與其他導(dǎo)線耦合形成噪聲。
（3）當(dāng)采用整流二極管的二次側(cè)整流二極管作為高頻整流時，由于反向恢復(fù)時間的影響，當(dāng)施加反向電壓（由于載流子的存在和電流流過）時，正向電流中積累的電荷不能立即消除。當(dāng)反向電流恢復(fù)斜率過大時，流經(jīng)線圈的電流電感產(chǎn)生峰值電壓，在變壓器泄漏和其它分布參數(shù)的影響下產(chǎn)生強高頻干擾，頻率可達幾十MHz。
4）電容器，電感器和線路開關(guān)電源在較高頻率下工作，這可能導(dǎo)致低頻分量特性發(fā)生變化，從而產(chǎn)生噪聲。
1.2開關(guān)電源的外部干擾
開關(guān)電源的外部干擾可以以“共?！被颉安钅！钡男问酱嬖?。干擾類型可以從極短的峰值干擾轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆墓β蕮p耗。它還包括電壓變化，頻率變化，波形失真，持續(xù)噪聲或雜波和瞬態(tài)。功率干擾的類型如表1所示。
在表1中的幾種類型的干擾中，開關(guān)電源，開關(guān)電源廠家，主要的快速電瞬態(tài)脈沖和浪涌沖擊波可以通過電源傳輸并導(dǎo)致設(shè)備損壞或影響其運行，只要電源設(shè)備本身不停止。振動，輸出電壓下降等現(xiàn)象不會對電源引起的電力設(shè)備造成影響。
2。開關(guān)電源的干擾耦合路徑
開關(guān)電源的干擾耦合有兩種方式：一種是傳導(dǎo)耦合，另一種是輻射耦合。
2．1傳導(dǎo)耦合
導(dǎo)電耦合是干擾源與敏感器件之間的主要耦合途徑之一。導(dǎo)電耦合必須在干擾源和敏感設(shè)備之間建立完整的電路連接。沿著該連接電路的電磁干擾將干擾源的電磁干擾傳輸?shù)矫舾性O(shè)備，引起電磁干擾。根據(jù)其耦合方式可分為電路耦合、電容耦合和電感耦合。在開關(guān)電源中，這三種耦合模式同時存在并且彼此連接。
2.1.1電路耦合
電路耦合是最常見、最簡單的在線耦合方式.以下內(nèi)容如下：
1）通過干擾環(huán)境直接導(dǎo)通耦合導(dǎo)體，即拾取干擾能量并沿導(dǎo)體傳導(dǎo)到電路，對電路造成干擾。
2）由于兩個以上的電路具有共同阻抗，當(dāng)兩個電路的電流通過一個共同阻抗時，一個電路的電流在共同阻抗上形成的電壓會影響另一個電路，即共同阻抗耦合。共阻抗耦合干擾是由電源的輸出阻抗和接地線的共阻抗引起的。
21.2電容耦合
電容耦合也稱為電耦合。由于兩個電路產(chǎn)生的峰值電壓是幅度大的窄脈沖，因此在頻率之間存在寄生電容，因此一個電路的電荷通過寄生電容影響另一個分支。。
2.1.3電感耦合
電感耦合又稱磁耦合，開關(guān)電源，開關(guān)電源廠家，當(dāng)兩個電路之間存在互感時，當(dāng)干擾源以電源形式出現(xiàn)時，電流產(chǎn)生的磁場通過互感耦合干擾相鄰信號。
2．2輻射耦合
由輻射路徑引起的干擾的耦合被稱為輻射耦合。輻射耦合是以電磁場的形式將電磁能從干擾源傳輸?shù)饺萜髦小ＭǔＳ兴膫€主要的耦合路徑：天線耦合，線電感耦合，閉環(huán)耦合和槽耦合。
2.2.1天線與天線的輻射耦合
在實際工程中，存在大量的天線電磁耦合。例如，開關(guān)電源中的長信號線、控制線和輸入/輸出引線具有天線效應(yīng)，并且可以接收電磁干擾以形成天線輻射耦合。
2.2.2電磁場與電線的電感耦合
開關(guān)電源電纜一般由信號電路的連接線、電源電平電路的電源線和地線組成。每根導(dǎo)線由輸入阻抗、輸出阻抗和回線組成。因此，電纜是暴露在柜外的內(nèi)部電路的一部分。它最容易受到干擾源輻射場的耦合，從而引起干擾電壓或電流，并沿導(dǎo)線形成輻射干擾進入設(shè)備。
2.2.3電磁場與閉環(huán)耦合
電磁場與閉合環(huán)路的耦合意味著環(huán)路最大感應(yīng)部分的長度小于波長的1/4。在輻射干擾頻率較低的情況下，研究了電磁場與閉環(huán)系統(tǒng)的電磁耦合問題。
2.2.4電磁場通過孔洞耦合
電磁場穿孔耦合是指電磁場通過非金屬設(shè)備外殼、金屬設(shè)備外殼裂紋、電纜編織的金屬屏蔽層產(chǎn)生的電磁干擾。
3、一些抑制干擾的措施
電磁干擾的三個要素是干擾源、傳輸方式和被干擾設(shè)備。因此，抑制電磁干擾也應(yīng)從這三個方面采取相應(yīng)的措施。首先，抑制干擾源，直接消除干擾原因；其次，消除干擾源與被干擾設(shè)備之間的耦合和輻射，開關(guān)電源，開關(guān)電源廠家，切斷電磁干擾的傳輸方式；第三，消除干擾源與被干擾設(shè)備之間的干擾，直接消除干擾源與被干擾設(shè)備之間的干擾。應(yīng)提高受擾設(shè)備的BANCE抗擾度，降低其對噪聲的敏感性。目前，抑制干擾的主要措施是切斷電磁干擾源與被干擾設(shè)備之間的耦合通道。常用的方法有屏蔽、接地和濾波。
開關(guān)電源參數(shù)介紹
主要結(jié)果如下：1）采用屏蔽技術(shù)能有效抑制開關(guān)電源的電磁輻射干擾，即電場可采用導(dǎo)電性好的材料進行屏蔽，磁場可采用高磁導(dǎo)率材料進行屏蔽。屏蔽有兩個目的，一是限制內(nèi)部輻射的電磁能量泄漏，二是防止外部輻射干擾進入內(nèi)部區(qū)域。其原理是利用屏蔽層來反射、吸收和引導(dǎo)電磁能。為了抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的輻射，可以按照屏蔽磁場的方法完全處理電磁干擾對其他電子設(shè)備的影響，然后將整個屏蔽與系統(tǒng)的殼體和地面連接，從而有效地屏蔽電磁場。
2）所謂的接地是在兩點之間建立導(dǎo)電通路，以便將電子器件或元件連接到一個稱為“接地”的參考點。接地是利用開關(guān)電源設(shè)備抑制電磁干擾的重要手段。連接到地的電源的某些部分可以抑制干擾。在電路系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)遵循“一點接地”的原則。如果形成多個接地點，將發(fā)生閉合的接地回路，并且當(dāng)磁力線穿過回路時將產(chǎn)生磁感應(yīng)噪聲。實際上，很難實現(xiàn)“一點接地”。因此，為了降低接地阻抗并消除分布電容的影響，采用平面或多點接地，導(dǎo)電平面用作參考地，需要接地的部分連接到參考地。。為了進一步降低接地回路中的電壓降，開關(guān)電源，開關(guān)電源廠家，導(dǎo)軌開關(guān)電源，可以使用旁路電容來降低返回電流的幅度。在低頻和高頻共存電路系統(tǒng)中，低頻電路、高頻電路和電源電路的地線應(yīng)分別連接，然后連接到公共參考點。
3)濾波是抑制傳導(dǎo)干擾的有效方法，在設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計中起著重要作用。EMI濾波器作為抑制電力線路傳導(dǎo)干擾的重要單元，既能抑制電網(wǎng)對供電本身的干擾，又能抑制開關(guān)電源的干擾和對電網(wǎng)的反饋。在濾波電路中還使用了許多特殊的濾波元件，如穿芯電容、三端電容和鐵氧體磁環(huán)，從而改善了電路的濾波特性。正確設(shè)計或選擇濾波器以及正確安裝和使用濾波器是抗干擾技術(shù)的重要組成部分。
選擇篩選器時，請注意下列事項：
（1）定義要抑制的工作頻率和干擾頻率。如果兩者非常接近，則需要應(yīng)用具有非常陡峭頻率特性的濾波器來分離兩個頻率;
（2）確保濾波器在高壓下可靠工作。
（3）當(dāng)過濾器以最大額定電流連續(xù)通過時，其溫升應(yīng)較低，開關(guān)電源，開關(guān)電源廠家，導(dǎo)軌開關(guān)電源，以確保在額定電流連續(xù)工作時，過濾器中各部件的工作性能不受破壞；
開關(guān)電源產(chǎn)品參數(shù)
（4）為了使工作的濾波器頻率特性與設(shè)計值相匹配，信號源阻抗值和連接的負(fù)載阻抗值必須等于設(shè)計時的規(guī)定值：
（5）過濾器必須具有屏蔽結(jié)構(gòu)。屏蔽罩和車身應(yīng)具有良好的電氣接觸。濾波器的電容器引線應(yīng)盡可能短。通過鐵心電容器選擇短引線和低電感比較好。
（6）必須具有更高的操作可靠性，因為用于屏蔽電磁干擾的濾波器通常比其他部件的故障更難找到。
安裝過濾器時應(yīng)注意以下幾點：
（1）電源線濾波器應(yīng)盡可能靠近設(shè)備的電源群安裝。不要讓未通過過濾器的電源線返回設(shè)備框架。
（2）濾波器中的電容器引線應(yīng)盡可能短，以避免因引線電感和電容電抗而引起低頻共振。
（3）存在較大的短路電流通過濾波器的地線，會引起額外的電磁輻射，因此濾波器元件本身必須有良好的屏蔽和接地。
(4)濾波器的輸入和輸出線不相交，否則，濾波器的輸入和輸出電容耦合路徑就會產(chǎn)生串?dāng)_，從而減小濾波特性，常用的方法是在輸入端和輸出端之間添加分離器或屏蔽層。
4結(jié)語
開關(guān)電源的電磁干擾因素很多，抑制電磁干擾還有很多工作要做。抑制開關(guān)電源的各種噪聲，使開關(guān)電源的運行更加安全可靠。
