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大功率開關(guān)電源的電磁兼容性是什么

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年08月08日  

大功率開關(guān)電源因工作在高電壓大電流的開關(guān)工作狀態(tài)下,引起電磁兼容性問題的原由是相當復(fù)雜的。從整機的電磁性講,重要有共阻抗耦合、線間耦合、電場耦合、磁場耦合及電磁波耦合幾種。共阻耦合重要是騷擾源與受騷擾體在電氣上存在的共同阻抗,通過該阻抗使騷擾信號進入受騷擾體。線間耦合重要是萌生騷擾電壓及騷擾電流的導線或PCb線因并行布線而萌生的相互耦合。電場耦合重要是由于電位差的存在,萌生感應(yīng)電場對受騷擾體萌生的場耦合。磁場耦合重要是指在大電流的脈沖電源線附近,萌生的低頻磁場對騷擾對象萌生的耦合。電磁場耦合重要是由于脈動的電壓或電流萌生的高頻電磁波通過空間向外輻射,對相應(yīng)的受騷擾體萌生的耦合。實際上,每一種耦合方式是不能嚴格區(qū)分的,只是側(cè)重點不同而已。


在大功率開關(guān)電源中,主功率開關(guān)管在很高的電壓下,以高頻開關(guān)方式工作,開關(guān)電壓及開關(guān)電流均接近方波,從頻譜分解知,方波信號含有豐富的高次諧波。該高次諧波的頻譜可達方波頻率的1000次以上。同時,由于電源變壓器的漏電感及分布電容以及主功率開關(guān)器件的工作狀態(tài)非理想,在高頻開或關(guān)時,經(jīng)常萌生高頻高壓的尖峰諧波震蕩。該諧波震蕩萌生的高次諧波,通過開關(guān)管與散熱器間的分布電容傳入內(nèi)部電路或通過散熱器及變壓器向空間輻射。用于整流及續(xù)流的開關(guān)二極管,也是萌生高頻騷擾的一個緊要原由。因整流及續(xù)流二極管工作在高頻開關(guān)狀態(tài),二極管的引線寄生電感、結(jié)電容的存在以及反向恢復(fù)電流的影響,使之工作在很高的電壓及電流變化率下,且萌生高頻震蕩。整流及續(xù)流二極管一般離電源輸出線較近,其萌生的高頻騷擾最容易通過直流輸出線傳出。開關(guān)電源為了提高功率因數(shù),均采用了有源功率因數(shù)校正電路。同時,為了提高電路的效率及可靠性,減少功率器件的電應(yīng)力,大量采用了軟開關(guān)技術(shù)。其中零電壓、零電流或零電壓/零電流開關(guān)技術(shù)使用最為廣泛。該技術(shù)極大的降低了開關(guān)器件所萌生的電磁騷擾。但是,軟開關(guān)無損吸收電路多數(shù)利用L、C進行能量轉(zhuǎn)移,利用二極管的單向?qū)щ娦阅軐崿F(xiàn)能量的單向轉(zhuǎn)換,因此,該諧振電路中的二極管成為電磁騷擾的一大騷擾源。


大功率開關(guān)電源一般利用儲能電感及電容器組成L、C濾波電路,實現(xiàn)對差模及共模騷擾信號的濾波。由于電感線圈的分布電容,導致了電感線圈的自諧振頻率降低,從而使大量的高頻騷擾信號穿過電感線圈,沿交流電源線或直流輸出線向外傳播。濾波電容器隨著騷擾信號頻率的上升,引線電感的用途導致電容量及濾波效果不斷的下降,甚至導致電容器參數(shù)改變,也是萌生電磁騷擾的一個原由。


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