開關電源電磁騷擾的抑制
2.4 一次整流電路中加功率因數(shù)校正(PFC)網(wǎng)絡
對一次整流電路來講,最顯著的騷擾是整流電路作為諧波源對交流電網(wǎng)的騷擾,導致交流電網(wǎng)的波形畸變,功率因數(shù)偏低。為解決這個問題,可在一次整流電路加入現(xiàn)成的功率因數(shù)校正(PFC——Power Factor Correction)模塊,通過補償可把功率因數(shù)提高到0.99以上。
2.5 增加濾波網(wǎng)絡
濾波是抑制干擾的一種有效措施,尤其是在對付開關電源的傳導干擾和某些輻射干擾方面,具有明顯的效果。電磁干擾(EMI)濾波器是以能夠有效抑制電磁干擾為目標的濾波器,可分為信號線EMI濾波器、電源EMI濾波器、印刷電路板EMI濾波器、反射EMI濾波器、隔離EMI濾波器等。
2.6 接地
2.6.1 接地的作用
電子設備一般有兩種接地,一種是安全接地,即將機殼接地,以保護工作人員的安全;另一種是工作接地,給電路系統(tǒng)提供一個基準電位,同時也可將高頻干擾引走。但是,不正確的工作接地反而會增加干擾,比如共地線干擾,地環(huán)路干擾等。
2.6.2 接地的種類及接地要求
1)單點接地工作接地按工作頻率采用不同的接地方式,工作頻率1MHz時采用單點接地,地線的長度(L/m)與截面積(S/mm2)的關系為S>0.83L。
2)多點接地工作頻率>30MHz時采用多點接地。工作頻率在上述兩者之間的可采用混合接地式。
3)浮地浮地是電路的地與大地無導體連接。浮地還可以使不同電位間的電路配合變得容易。實現(xiàn)電路或設備浮地的方法有變壓器隔離和光電隔離。浮地的最大優(yōu)點是該電路不受大地電性能的影響,抗干擾性能好。其缺點是由于設備不與公共地相連,容易在兩者間造成靜電積累,當電荷積累到一定程度后,在設備地與公共地之間的電位差可能引起劇烈的靜電放電,而成為破環(huán)性很強的騷擾源。
4)屏蔽地電路的屏蔽體,即用屏蔽材料將電磁輻射源屏蔽起來,并將屏蔽體接地,以降低電磁輻射的干擾。屏蔽體內(nèi)的電路地線只能一點接屏蔽體,而不得利用屏蔽體作返回導體。
5)電纜的屏蔽層地對于多層屏蔽電纜,每個屏蔽層應在一點接地,各屏蔽層應相互絕緣。當電纜長度大于工作信號波長的0.15倍時,采用間隔工作信號波長的0.15倍的多點接地式,如果不能實現(xiàn),則至少應將屏蔽層兩端接地。
2.7 電路元器件安裝要合理
電路元器件安裝上應使輸入交流和輸出直流插座分開并遠離。布線嚴格分開,簡化電流通路的途徑,減少相互交叉干擾,同時使輸入、輸出布線遠離靜電場和電磁場噪聲產(chǎn)生源。另外,凡是含有大的電流、電壓變化率的器件(功率晶體管和開關二極管等)的電路應合理布局。盡可能縮短具有高的di/dt、dv/dt的布線,減小噪聲輻射源的有效區(qū)域。功率晶體管和開關二極管與散熱器組裝在一起時,用銅板屏蔽晶體管,以減小由于寄生電容引起的噪聲傳播。
3 結(jié)語
抑制開關電源的騷擾是開發(fā)應用開關電源的一個重要課題,因此,在減少和抑制EMD方面,除了上述抗干擾的措施和方法外,還要充分有效地利用了先進的半導體設計技術、磁性材料、電感元件技術、開關器件技術,如移相式全橋ZVS-PWM技術;零電壓過渡(ZVT)和零電流過渡(ZCT)的PWM技術;功率因數(shù)校正控制技術等。實踐證明,這些措施和方法對減小開關電路的騷擾具有明顯的效果。
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