開關(guān)電源電磁干擾抑制技術(shù)
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
1．2 屏蔽技術(shù)和接地技術(shù)
采用屏蔽技術(shù)可以有效地抑制開關(guān)電源的電磁輻射干擾。屏蔽一般分為2種：一種是靜電屏蔽，主要用于防止靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的影響；另一種是電磁屏蔽，主要用于防止交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及交變電磁場(chǎng)的影響。屏蔽技術(shù)分為對(duì)發(fā)出電磁波部位的屏蔽和受電磁波影響的元器件的屏蔽。在開關(guān)電源中，可發(fā)出電磁波的元器件是指變壓器、電感器、功率器件等，通常在其周圍采用銅板或鐵板作為屏蔽，以使電磁波產(chǎn)生衰減。
此外，為了抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的輻射向外部發(fā)散，為了減少電磁干擾對(duì)其他電子設(shè)備的影響，應(yīng)采取整體屏蔽。可完全按照對(duì)磁場(chǎng)屏蔽的方法來(lái)加工屏蔽罩，然后將整個(gè)屏蔽罩與系統(tǒng)的機(jī)殼和地連接為一體，就能對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行有效的屏蔽。然而在使用整體屏蔽時(shí)應(yīng)充分考慮屏蔽材料的接縫、電線的輸入／輸出端子和電線的引出口等處的電磁泄露，且不易散熱，結(jié)構(gòu)成本大幅度增加等因素。
為使電磁屏蔽能同時(shí)發(fā)揮靜電屏蔽的作用，加強(qiáng)屏蔽效果，同時(shí)保障人身和設(shè)備的安全，應(yīng)將系統(tǒng)與大地相連，即為接地技術(shù)。接地是指在系統(tǒng)的某個(gè)選定點(diǎn)與某個(gè)接地面之間建立導(dǎo)電的通路設(shè)計(jì)。這一過程是至關(guān)重要的，將接地和屏蔽正確結(jié)合起來(lái)可以更好地解決電磁干擾問題，又可提高電子產(chǎn)品的抗干擾能力。
1．3 PCB設(shè)計(jì)技術(shù)
為更好地抑制開關(guān)電源的電磁干擾，其印制電路板(PCB)的抗干擾技術(shù)尤為重要。為減少PCB的電磁輻射和PCB上電路間的串?dāng)_，要非常注意PCB布局、布線和接地。如減少輻射干擾是減小通路面積，減小干擾源和敏感電路的環(huán)路面積，采用靜電屏蔽。而抑制電場(chǎng)與磁場(chǎng)的耦合，應(yīng)盡量增大線間距離。
在開關(guān)電源中接地是抑制干擾的重要方法。接地有安全接地、工作接地和屏蔽接地等3種基本類型。地線設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：交流電源地與直流電源地分開；功率地與弱電地分開；模擬電路與數(shù)字電路的電源地分開；盡量加粗地線。
1．4 擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)
對(duì)于一個(gè)周期信號(hào)尤其是方波來(lái)說(shuō)，其能量主要分布在基頻信號(hào)和諧波分量中，諧波能量隨頻率的增加呈級(jí)數(shù)降低。由于n次諧波的帶寬是基頻帶寬的n倍，通過擴(kuò)頻技術(shù)將諧波能量分布在一個(gè)更寬的頻率范圍上。由于基頻和各次諧波能量減少，其發(fā)射強(qiáng)度也應(yīng)該相應(yīng)降低。要在開關(guān)電源中采用擴(kuò)頻時(shí)鐘信號(hào)，需要對(duì)該電源開關(guān)脈沖控制電路輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，形成擴(kuò)頻時(shí)鐘(如圖3所示)。與傳統(tǒng)的方法相比，采用擴(kuò)頻技術(shù)優(yōu)化開關(guān)電源EMI既高效又可靠，無(wú)需增加體積龐大的濾波器件和繁瑣的屏蔽處理，也不會(huì)對(duì)電源的效率帶來(lái)任何負(fù)面影響。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/180696.htm
1．5 一次整流電路中加功率因數(shù)校正(PFC)網(wǎng)絡(luò)
對(duì)于直流穩(wěn)壓電源，電網(wǎng)電壓通過變壓器降壓后直接通過整流電路進(jìn)行整流，所以整流過程中產(chǎn)生的諧波分量作為干擾直接影響交流電網(wǎng)的波形，使波形畸變，功率因數(shù)偏低。為了解決輸入電流波形畸變和降低電流諧波含量，將功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)應(yīng)用于開關(guān)電源中是非常必要的。PFC技術(shù)使得電流波形跟隨電壓波形，將電流波形校正成近似的正弦波，從而降低了電流諧波含量，改善了橋式整流電容濾波電路的輸入特性，提高了開關(guān)電源的功率因數(shù)。其中無(wú)源功率因數(shù)校正電路是利用電感和電容等元件組成濾波器，將輸入電流波形進(jìn)行移相和整形過程來(lái)實(shí)現(xiàn)提高功率因數(shù)的。而有源功率因數(shù)校正電路是依據(jù)控制電路強(qiáng)迫輸入交流電流波形跟蹤輸入交流電壓波形的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)交流輸入電流正弦化，并與交流輸入電壓同步。兩種方法均使功率因數(shù)提高，后者效果更加明顯，但電路復(fù)雜。
2 結(jié)語(yǔ)
本文的設(shè)計(jì)方法正確，仿真結(jié)果正常，克服了傳統(tǒng)方案中所存在的一些問題，使電磁干擾的抑制技術(shù)得到進(jìn)一步優(yōu)化。從開關(guān)電源電磁干擾產(chǎn)生的機(jī)理來(lái)看，有多種方式可抑制電磁干擾，除本文中分析的幾種主要方法外，還可以采用光電隔離器、LSA系列浪涌吸收器、軟開關(guān)技術(shù)等。抑制開關(guān)電源的電磁干擾，目的是使其能在各領(lǐng)域得到有效應(yīng)用的同時(shí)，盡量減少電磁污染，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁污染問題的有效治理。而在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)全面考慮開關(guān)電源的各種電磁干擾，選用多種抑制電磁干擾的方法加以綜合利用，使電磁干擾降到最低，從而提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。
評(píng)論