同一組合內模塊電源和線(xiàn)性電源的電磁兼容性
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摘要：介紹某雷達用低壓電源的研制，著(zhù)重介紹同一組合內模塊電源和線(xiàn)性電源的電磁兼容性。此組合電源研制成功后，經(jīng)使用表明，設計是可行的。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/191342.htm關(guān)鍵詞：模塊電源線(xiàn)性電源電磁兼容
Electromagnetic Compatibility of Modular and Linear Power Supply
in Same Assembly
Abstract: This paper introduces preparation of low voltage power supply for use in a certain radar,emphatically introduces electromagnetic compatibility of modular and linear Power Supply in same assembly. After the assembly power supply is developped,it′ s practical result testifies this design being feasible.
Keywords:Modular power supply,Linear power supply,Electromagnetic compatibility
中圖法分類(lèi)號：TN97文獻標識碼：A文章編號：02192713(2000)0838002
1引言
線(xiàn)性穩壓電源具有紋波小、干擾小等優(yōu)點(diǎn)，然而存在體積大、效率低、散熱難等缺點(diǎn)。開(kāi)關(guān)電源頻率高，因而體積和重量大大減小。但是瞬態(tài)響應較差、干擾大，因此開(kāi)關(guān)電源的應用受到一定限制。如果將兩者結合起來(lái)，取其各自?xún)?yōu)點(diǎn)就可以滿(mǎn)足特定的任務(wù)要求（即多路輸出、體積小、指標高），但電磁兼容問(wèn)題需要考慮。
2模塊電源和線(xiàn)性電源在同一組合內電磁兼容的考慮
某雷達要求在一個(gè)較小的組合內提供7路電源，具體電氣指標如下：
輸入：?jiǎn)蜗?00Hz，200V±5％；
輸出：7路直流輸出，如表1所示。
表1 7路電源的直流輸出
| 序號 | 電壓（V） | 電流（A） | 調整范圍（V） | 穩定度（％） | 紋波（mV） | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | ＋15.0 | 2.0 | ±0.75 | 0.1 | 2 | 接收機 |
| 2 | －15.0 | 0.15 | ±0.75 | 0.1 | 2 | 接收機 |
| 3 | ＋5.0 | 1.0 | ±0.25 | 0.1 | 2 | 接收機 |
| 4 | －5.0 | 1.0 | ±0.25 | 0.1 | 2 | 接收機 |
| 5 | ＋8.0 | 2.0 | ±0.25 | 0.1 | 2 | A/D |
| 6 | －8.0 | 2.4 | ±0.25 | 0.1 | 2 | A/D |
| 7 | ＋5.0 | 30 | ±0.25 | 0.5 | 80 | CPU |
前6路穩定度指標要求高，要用線(xiàn)性電源。串聯(lián)線(xiàn)性電源調整管與負載串聯(lián)，利用負反饋原理，通過(guò)改變調整管集電極、發(fā)射極間電壓來(lái)完成穩壓。與分立器件穩壓器相比，集成穩壓器具有體積小、成本低、使用方便、性能指標高等優(yōu)點(diǎn)。根據負載電流不同，選用性能優(yōu)異的集成三端穩壓器LM150、LM117，電路見(jiàn)圖1，輸出電壓：
圖1串聯(lián)線(xiàn)性電源原理圖
UO=1.25×[(R2＋RP)/R1＋1]
設計時(shí)注意以下幾點(diǎn)：
（1）電阻R1直接焊接在集成穩壓器的輸出管腳和調整管腳上，否則，將影響集成穩壓器的負載調整率；
（2）電阻R1和R2選擇高穩定性的同種材料電阻，RP也要用高穩定性的電位器，以保證輸出電壓的穩定度；
（3）電容C1容量滿(mǎn)足C1>2000×I0（μF），I0為負載電流。
5V/30A是用VICOR公司生產(chǎn)的模塊電源實(shí)現
的，電路見(jiàn)圖2。交流輸入經(jīng)整流模塊整流為未穩直流電壓，經(jīng)直流/直流變換器變成所需的直流輸出。VICOR模塊電源具有體積小，其VI－200系列尺寸為11.68cm×6.1cm×1.27cm；效率高，超過(guò)80％；功率密度高達50瓦/立方英寸等優(yōu)點(diǎn)。
VICOR模塊電源的核心是零電流開(kāi)關(guān)技術(shù)，其框圖及工作波形見(jiàn)圖3。
PWM開(kāi)關(guān)電源，工作頻率固定，通過(guò)改變脈寬來(lái)實(shí)現穩壓，而VICOR模塊電源脈寬固定，改變開(kāi)關(guān)頻率以實(shí)現穩壓。PWM方式中，開(kāi)關(guān)管工作電壓、電流波形為方波，開(kāi)、關(guān)時(shí)工作電流較大，而VICOR模塊電源，當開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流為半波整流正弦波，功率開(kāi)關(guān)管在打開(kāi)或關(guān)斷時(shí)的電流為零，大大地降低了開(kāi)關(guān)損耗，這就是VICOR所謂的“零電流”開(kāi)關(guān)技術(shù)。VICOR模塊電源的諸多優(yōu)點(diǎn)，就是得益于這一技術(shù)。
任何電源都會(huì )產(chǎn)生噪聲或干擾，尤其是開(kāi)關(guān)電源，功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，存在較高的dv/dt和di/dt，容易形成干擾，VICOR模塊電源工作頻率隨負載不同從幾十千赫到幾兆赫變動(dòng)，干擾的頻帶寬。而接收機和A/D轉換都是雷達中對噪聲要求較高的單元，處理不好，會(huì )帶來(lái)諸多不良影響，那么如何降低電源噪聲，減小開(kāi)關(guān)電源和線(xiàn)性電源的互相影響？
對于開(kāi)關(guān)電源，隨著(zhù)每單位體積輸出功率的增加，靜電場(chǎng)dv/dt和電磁場(chǎng)di/dt強度也隨之增加，干擾也就增大。VICOR電源模塊采用“零電流”技術(shù)，di/dt小，主要是dv/dt靜電場(chǎng)，屬近場(chǎng)，強度隨距離平方而減小。對此靜電場(chǎng)屏蔽是很有效的，在模塊上加了一個(gè)屏蔽罩，在與模塊相對的印制板上設有大面積接地平面，同時(shí)結構設計上，在開(kāi)關(guān)電源和線(xiàn)性電源之間加以金屬板隔離，以減小干擾。
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