電子鎮(zhèn)流器防電磁干擾設(shè)計

1電子鎮(zhèn)流器中電磁干擾的來源及其影響
1.1傳導(dǎo)干擾的來源及其影響
電子鎮(zhèn)流器工作時所產(chǎn)生的電磁噪聲通過輸入電源線傳導(dǎo)到電網(wǎng)中，引發(fā)傳導(dǎo)干擾,對周圍環(huán)境造成污染并影響相關(guān)電子設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作。電子鎮(zhèn)流器的
傳導(dǎo)干擾源主要來自以下幾個方面:
(1)元器件的固有噪聲。主要有熱噪聲、散粒噪聲、接觸噪聲等。
(2)半導(dǎo)體二極管在開關(guān)過程中產(chǎn)生的電磁噪聲。在快速開通和關(guān)斷的同時,瞬時變化的電壓和電流會形成很強(qiáng)的電磁噪聲。
(3)功率半導(dǎo)體器件在開關(guān)過程中，會產(chǎn)生很高的瞬態(tài)電壓或電流并引起振蕩。開關(guān)速度越快,開關(guān)電流越大，所引起的瞬態(tài)電磁噪聲也越大。功率半導(dǎo)體器件在交流電網(wǎng)上產(chǎn)生直接的傳導(dǎo)干擾，這種噪聲分差模與共模。
(4)在采用高頻泵或雙泵電路的無源功率因數(shù)校正結(jié)構(gòu)中,功率開關(guān)管的高頻開關(guān)信號通過反饋元件加到輸入端,經(jīng)過電源進(jìn)線送入電網(wǎng)中,形成傳導(dǎo)干擾。
1.2輻射干擾的來源及其影響
電子鎮(zhèn)流器工作時，形成的磁場、電場通過輸入、輸出導(dǎo)線及負(fù)載(燈管)或某些元器件以電磁波的形式向外輻射，與周邊電子、電器設(shè)備之間以電磁波傳播而形成的騷擾稱為輻射干擾。輻射干擾主要以磁場的形式存在，是通過磁場產(chǎn)生的干擾，由導(dǎo)體間的互感引起的。當(dāng)電路中電流發(fā)生突變時，交鏈到電路的磁通也隨之發(fā)生變化，進(jìn)而感應(yīng)出干擾電壓。
1.3諧波干擾的來源及其影響

由于電子鎮(zhèn)流器的負(fù)載屬非線性負(fù)載，工作時會產(chǎn)生諧波。另外，低功率因數(shù)電路或功率因數(shù)校正電路處置不當(dāng)?shù)碾娮渔?zhèn)流器，其輸出電流波形將產(chǎn)生嚴(yán)重諧波畸變。諧波的影響和危害主要表現(xiàn)在：增加電路的損耗，提高溫升，降低效率和使用壽命；增加絕緣中的介質(zhì)損耗和局部放電量，加速絕緣老化；增加噪音等。
2電子鎮(zhèn)流器電磁干擾的抑制措施
2.1傳導(dǎo)干擾的抑制措施
1）合理接地
傳導(dǎo)干擾是通過電子鎮(zhèn)流器的公共接地線以及接地網(wǎng)絡(luò)中的公共阻抗產(chǎn)生的。應(yīng)該合理安排接地,地線盡量短,而且輸入地和輸出地分開,使用獨立地線并聯(lián)一
點的接地方式,這樣可以防止各個地之間的傳導(dǎo)耦合,減少控制信號之間的干擾。
外殼接地可以實現(xiàn)對電場的屏蔽,用屏蔽削弱對內(nèi)外電路的干擾。例如電源的相線及中線通過Y電容接外殼及大地，可以減小系統(tǒng)的傳導(dǎo)干擾噪聲。
2）在直流供電電路中加去耦電路
在開關(guān)管供電電路中加RC去耦電路,使開關(guān)管開通瞬間所需的電流不再由電源提供,而由去耦電容為器件提供一個電流補(bǔ)償源，以減少電源及接地系統(tǒng)中所引
起的電流波動而形成的噪聲。此外,在電子鎮(zhèn)流器的半橋逆變電路中,半橋中點到地之間所接的電容,可以減小△U/△t及△I/△t，有助于抑制電磁干擾噪聲。
3）采用無源濾波器
采用無源的EMI濾波器是抑制傳導(dǎo)干擾最有效的辦法。即在電路中插入一個帶通濾波器，讓50 Hz交流電暢通，其余頻率的信號受阻。但要嚴(yán)格控制濾波器LC元
件的寄生參數(shù)，它們的制作工藝、安裝位置、走線方式,都會影響EMI濾波效果。

加接圖1所示的濾波電路,可以控制通過傳導(dǎo)耦合進(jìn)入電網(wǎng)的噪聲電平。濾波器的輸出端與噪聲源相接,而輸入端則與電網(wǎng)相接,目的是防止各種高頻及瞬態(tài)噪聲
通過傳導(dǎo)方式進(jìn)入電網(wǎng)。濾波器抑制電磁噪聲的效果,可由插入損耗來衡量：插入損耗越大,濾波效果越好,對傳導(dǎo)干擾的抑制作用越大。
傳導(dǎo)干擾主要表現(xiàn)為差模干擾和共模干擾。
(1)共模干擾抑制

(2)差模干擾抑制
差模扼流圈是差模插入損耗中起主導(dǎo)作用的電感

元件。它采用單個繞組結(jié)構(gòu)繞制，其線上的信號電流在磁環(huán)中也產(chǎn)生一定量的磁通，故很容易達(dá)到飽和。因此差模扼流圈電感值較小，數(shù)量級一般在μH。共模扼流圈在一個磁心上采用兩個相同繞組的結(jié)構(gòu)，兩個繞組電流方向相反，其信號電流在磁環(huán)中產(chǎn)生的磁通相互抵消，故不會存在磁飽和現(xiàn)象。因此其電感值可以較大，共模磁環(huán)的數(shù)量級一般在mH。

干擾需要產(chǎn)生較大的電感，而差模扼流圈產(chǎn)生的電感量較小，所以對共模干擾的抑制作用較小。

上述無源EMI濾波器是互易的,它既能抑制電子鎮(zhèn)流器的電磁干擾送入電網(wǎng),又能抑制電網(wǎng)內(nèi)的電磁干擾進(jìn)入電子鎮(zhèn)流器中。
帶共模電感的EMI濾波器的元件參數(shù),不能按沒有互感的濾波器所得到的公式進(jìn)行計算。通常要先決定所采用的電路結(jié)構(gòu)，然后利用共模等效電路,用網(wǎng)絡(luò)分析理
論，求出它的共模插入損耗。
2.2輻射干擾的抑制措施
1）屏蔽
電子鎮(zhèn)流器雖然自身產(chǎn)生輻射干擾，并且輸出導(dǎo)線和燈管也產(chǎn)生輻射電磁干擾,但可以通過將電子鎮(zhèn)流器裝進(jìn)帶有接地點的金屬屏蔽外殼,連同燈具金屬殼體可
靠接地的方法解決。屏蔽是減少輻射干擾最有效的辦法。
2）隔離
電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部電路產(chǎn)生的輻射干擾，在電路周圍以電 磁場的形式，通過電磁耦合對其它線路形成干擾。防止這種
干擾最簡單有效的方法是將電子鎮(zhèn)流器與其它線路隔離開
來，切斷或削弱它們之間的電磁耦合。隔離的原則和方法是：
（1）干擾線路和其它線路盡可能不要平行排列；
（2）敏感線路與一般線路如平行排列，其間距應(yīng)大
于50 mm；
（3）電源饋線與信號線應(yīng)予隔離。
2.3諧波干擾的抑制措施
抑制電流諧波含量與降低燈電流波峰系數(shù)往往是相互矛盾的，這兩個參數(shù)之間的矛盾可以采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)解決。但是，采用PFC的電子鎮(zhèn)流器,當(dāng)插
入EMI濾波器網(wǎng)絡(luò)后,可能會對輸入電流諧波總量(THD)、輸入功率因數(shù)(PF)和燈電流波峰比(CF)等技術(shù)指標(biāo)有一定影響。