隔離式DC/DC變換器的電磁兼容設(shè)計(jì)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源模塊以其相對(duì)體積小、效率高、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)而逐漸取代傳統(tǒng)整流電源。但是，由于開(kāi)關(guān)電源工作頻率高，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很高的電流、電壓變化率(即高dv/dt和di/df)，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源模塊產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾，并通過(guò)傳導(dǎo)、輻射和串?dāng)_等耦合途徑影響自身電路及其它電子系統(tǒng)的正常工作，當(dāng)然其本身也會(huì)受到其它電子設(shè)備電磁干擾的影響，電磁干擾將造成傳輸信號(hào)畸變，影響電子設(shè)備的止常工作。對(duì)于雷電、靜電放電等高能量的電磁下擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞電子設(shè)備。而對(duì)于某些電子設(shè)備，電磁輻射會(huì)引起重要信息的泄漏，嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅國(guó)家信息安全。這就是我們所討論的電磁兼容性問(wèn)題。另外，國(guó)家開(kāi)始對(duì)部分電子產(chǎn)品強(qiáng)制實(shí)行3C認(rèn)證，因此，一個(gè)電子設(shè)備能否滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，將關(guān)系到這一產(chǎn)品能否在市場(chǎng)上銷(xiāo)售，所以，進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性研究顯得非常重要。

1內(nèi)部噪聲干擾源分析

1.1二極管反向恢復(fù)引起的噪聲干擾

在開(kāi)關(guān)電源中常使用工頻整流二極管、高頻整流二極管、續(xù)流二極管等，由于這些二極管都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，如圖1所示，在二極管由阻斷狀態(tài)到導(dǎo)通的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，將產(chǎn)生一個(gè)很高的電壓尖峰UFP;在二極管由導(dǎo)通狀態(tài)到阻斷的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，存在一個(gè)反向恢復(fù)時(shí)間trr在反向恢復(fù)過(guò)程中，由于二極管封裝電感及引線電感的存在，將產(chǎn)生一個(gè)反向電壓尖峰URP由于少子的存儲(chǔ)與復(fù)合效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生瞬變的反向恢復(fù)電流尖峰IRP,這種快速的電流、電壓突變是電磁干擾產(chǎn)生的根源。

1.2開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾

在正激式、推挽式、橋式變換器中，流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流波形在阻性負(fù)載時(shí)近似矩形波，含有豐富的高頻成分，這些高頻諧波會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾。在反激變換器中，流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流波形在阻性負(fù)載時(shí)近似三角波，高次諧波成分相對(duì)較少。開(kāi)關(guān)管在開(kāi)通時(shí)，由于開(kāi)通時(shí)間很短以及逆變回路中引線電感的存在，將產(chǎn)生很大的dv/dt和很高的尖峰電壓，在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，由于關(guān)斷時(shí)間很短，將產(chǎn)生很大的di/dt和很高的電流尖峰，這些電流、電壓突變將產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾。