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開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中減小EMI的方法

作者: 時(shí)間:2012-04-14 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

先簡(jiǎn)單介紹一下下

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/190515.htm

  翻譯成中文就是電磁干擾。其實(shí)所有的電器設(shè)備,都會(huì)有電磁干擾。只不過(guò)嚴(yán)重程度各有不同。

  電磁干擾會(huì)影響各種電器設(shè)備的正常工作,會(huì)干擾通信數(shù)據(jù)的正常傳遞,雖然對(duì)人體的傷害尚無(wú)定論,但是普遍認(rèn)為對(duì)人體不利。

  所以很多國(guó)家和地區(qū)對(duì)電器的電磁干擾程度有嚴(yán)格的規(guī)定。當(dāng)然電源也不例外的,所以我們有理由好好了解以及其抑制

  下面結(jié)合一些專家的文獻(xiàn)來(lái)描述EMI.

  首先EMI 有三個(gè)基本面

  

  就是

  噪音源:發(fā)射干擾的源頭。 耦合途徑:傳播干擾的載體。 接收器:被干擾的對(duì)象。

  缺少一樣,電磁干擾就不成立了。所以,降低電磁干擾的危害,也有三種辦法:

  1. 從源頭抑制干擾。

  2.切斷傳播途徑

  3.增強(qiáng)抵抗力,這個(gè)就是所謂的EMC(電磁兼容)

  先解釋幾個(gè)名詞:

  傳導(dǎo)干擾:也就是噪音通過(guò)導(dǎo)線傳遞的方式。

  輻射干擾:也就是噪音通過(guò)空間輻射的方式傳遞。

  差模干擾:由于電路中的自身電勢(shì)差,電流所產(chǎn)成的干擾,比如火線和零線,正極和負(fù)極。

  共模干擾:由于電路和大地之間的電勢(shì)差,電流所產(chǎn)生的干擾。

  通常我們?nèi)?shí)驗(yàn)室測(cè)試的項(xiàng)目:

  傳導(dǎo)發(fā)射:測(cè)試你的電源通過(guò)傳導(dǎo)發(fā)射出去的干擾是否合格。

  輻射發(fā)射:測(cè)試你的電源通過(guò)輻射發(fā)射出去的干擾是否合格。

  傳導(dǎo)抗擾:在具有傳導(dǎo)干擾的環(huán)境中,你的電源能否正常工作。

  輻射抗擾:在具有輻射干擾的環(huán)境中,你的電源能否正常工作。

  首先來(lái)看,噪音的源頭:

  任何周期性的電壓和電流都能通過(guò)傅立葉分解的,分解為各種頻率的正弦波。

  所以在測(cè)試干擾的時(shí)候,需要測(cè)試各種頻率下的噪音強(qiáng)度。

  那么在開(kāi)關(guān)電源中,這些噪音的來(lái)源是什么呢?

  

  開(kāi)關(guān)電源中,由于開(kāi)關(guān)器件在周期性的開(kāi)合,所以,電路中的電流和電壓也是周期性的在變化。那么那些變化的電流和電壓,就是噪音的真正源頭。

  那么有人可能會(huì)問(wèn),我的開(kāi)關(guān)頻率是100KHz的,但是為什么測(cè)試出來(lái)的噪音,從幾百K到幾百M(fèi)都有呢?

  我們把同等有效值,同等頻率的各種波形做快速傅立葉分析:

  

  藍(lán)色: 正弦波

  綠色: 三角波

  紅色: 方波

  可以看到,正弦波只有基波分量,但是三角波和方波含有高次諧波,諧波最大的是方波。

  也就是說(shuō)如果電流或者電壓波形,是非正弦波的信號(hào),都能分解出高次諧波。

  那么如果同樣的方波,但是上升下降時(shí)間不同,會(huì)怎樣呢。

  同樣是100KHz的方波

  

  紅色:上升下降時(shí)間都為100ns

  綠色:上升下降時(shí)間都為500ns

  可以看到紅色的高次諧波明顯大于綠色。

  我們繼續(xù)分析下面兩種波形,

  A: 有嚴(yán)重高頻震蕩的方波, 比如MOS,二極管上的電壓波形。

  B:用吸收電路,把方波的高頻振蕩吸收一下。

  

  分別做快速傅立葉分析:

  

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