開(kāi)關(guān)電源電磁兼容性問(wèn)題研究

(2)由高頻變壓器初次級之間分布電容引起的共模傳導干擾

共模干擾是一種相對大地的干擾，所以它不會(huì )通過(guò)變壓器“電生磁和磁生電”的機理來(lái)傳遞，而必須通過(guò)變壓器繞組間的耦合電容傳遞。在開(kāi)關(guān)電源的高頻變壓器初次級之間存在著(zhù)分布電容是個(gè)不爭的事實(shí)。

3.6 產(chǎn)生干擾的其它原因

開(kāi)關(guān)電源為了提高功率因數，均采用了有源功率因數校正電路。同時(shí)，為了提高電路的效率及可靠性，減小功率器件的電應力，大量采用了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。其中零電壓、零電流或零電壓零電流開(kāi)關(guān)技術(shù)應用最為廣泛。該技術(shù)極大地降低了開(kāi)關(guān)器件所產(chǎn)生的電磁干擾。但是，軟開(kāi)關(guān)無(wú)損吸收電路，多利用L、C進(jìn)行能量轉移，利用二極管的單向導電性能實(shí)現能量的單向轉換。因而，該諧振電路中的二極管成為電磁干擾的一大干擾源。

開(kāi)關(guān)電源中，一般利用儲能電感及電容器組成L、C濾波電路，實(shí)現對差模及共模干擾信號的濾波，以及交流方波信號轉換為平滑的直流信號。由于電感線(xiàn)圈的分布電容，導致電感線(xiàn)圈的自諧振頻率降低，從而使大量的高頻干擾信號穿過(guò)電感線(xiàn)圈，沿交流電源線(xiàn)或直流輸出線(xiàn)向外傳播。隨著(zhù)干擾信號頻率的上升，由于引線(xiàn)電感的作用，導致電容量及濾波效果不斷下降，直至達到諧振頻率以上時(shí)，完全失去電容器的作用而變?yōu)楦行?。不正確地使用濾波電容及引線(xiàn)過(guò)長(cháng)，也是產(chǎn)生電磁干擾的一個(gè)原因。

開(kāi)關(guān)電源PCB布線(xiàn)不合理、結構設計不合理、電源線(xiàn)輸入濾波不合理、輸入輸出電源線(xiàn)布線(xiàn)不合理、檢測電路的設計不合理，均會(huì )導致系統工作的不穩定或降低對靜電放電、電快速瞬變脈沖群、雷擊、浪涌及傳導干擾、輻射干擾及輻射電磁場(chǎng)等的抗擾性能力。

4 電磁兼容性研究及解決方法[3][4]

電磁兼容性的研究。一般運用CISPR16及IEC61000中規定的電磁場(chǎng)檢測儀器及各種干擾信號模擬器、附助設備，在標準測試場(chǎng)地或實(shí)驗室內部，通過(guò)詳盡的測試分析、結合對電路性能的理解來(lái)進(jìn)行分析研究。

從電磁兼容性的三要素講，要解決開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性，可從3個(gè)方面入手：

(1)減小干擾源產(chǎn)生的干擾信號;

(2)切斷干擾信號的傳播途徑;

(3)增強受干擾體的抗干擾能力。

在解決開(kāi)關(guān)電源內部的電磁兼容性時(shí)，可以綜合運用上述3個(gè)方法，以成本效益比及實(shí)施的難易性為前提。

對開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的對外干擾，如電源線(xiàn)諧波電流、電源線(xiàn)傳導干擾、電磁場(chǎng)輻射干擾等，只能用減小干擾源的方法來(lái)解決。一方面，可以增強輸入輸出濾波電路的設計，改善有源功率因數校正(APFC)電路的性能，減少開(kāi)關(guān)管及整流續流二極管的電壓電流變化率，采用各種軟開(kāi)關(guān)電路拓撲及控制方式等。另一方面，加強機殼的屏蔽效果，改善機殼的縫隙泄漏，并進(jìn)行良好的接地處理。

對外部的抗干擾能力，如浪涌、雷擊，應優(yōu)化交流輸入及直流輸出端口的防雷能力。通常，對1.2/50µs開(kāi)路電壓及8/20µs短路電流的組合雷擊波形，因能量較小，可采用氧化鋅壓敏電阻與氣體放電管等的組合方法來(lái)解決。對于靜電放電，通常在通信端口及控制端口的小信號電路中，采用TVS管及相應的接地保護、加大小信號電路與機殼等的電距離，或選用具有抗靜電干擾的器件來(lái)解決?？焖偎沧冃盘柡泻軐挼念l譜，很容易以共模的方式傳入控制電路內，采用防靜電相同的方法并減小共模電感的分布電容、加強輸入電路的共模信號濾波(如加共模電容或插入損耗型的鐵氧體磁環(huán)等)來(lái)提高系統的抗擾性能。

減小開(kāi)關(guān)電源的內部干擾，實(shí)現其自身的電磁兼容性，提高開(kāi)關(guān)電源的穩定性及可靠性，應從以下幾個(gè)方面入手：注意數字電路與模擬電路PCB布線(xiàn)的正確區分、數字電路與模擬電路電源的正確去耦;注意數字電路與模擬電路單點(diǎn)接地、大電流電路與小電流特別是電流電壓取樣電路的單點(diǎn)接地以減小共阻干擾、減小地環(huán)的影響;布線(xiàn)時(shí)注意相鄰線(xiàn)間的間距及信號性質(zhì)，避免產(chǎn)生串擾;減小地線(xiàn)阻抗;減小高壓大電流線(xiàn)路特別是變壓器原邊與開(kāi)關(guān)管、電源濾波電容電路所包圍的面積;減小輸出整流電路及續流二極管電路與直流濾波電路所包圍的面積;減小變壓器的漏電感、濾波電感的分布電容;采用諧振頻率高的濾波電容器等。