時間:2025-11-12 17:47:41來源:21ic電子網(wǎng)
開關(guān)電源電磁干擾(EMI)的抑制方法主要包括濾波技術(shù)、屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)以及電路設(shè)計優(yōu)化等方面。以下是對這些方法的詳細闡述:
一、濾波技術(shù)
1. 輸入濾波電路:在開關(guān)電源的輸入端設(shè)計良好的濾波電路,主要用于抑制來自電網(wǎng)的電磁干擾進入電源,同時也阻止電源內(nèi)部產(chǎn)生的干擾反流回電網(wǎng)。通常采用由電感和電容組成的π型濾波器。電容的選擇要考慮其耐壓值、容量和等效串聯(lián)電阻(ESR)等因素,例如,選擇容量為0.1\~0.47μF的陶瓷電容,其高頻特性好,能有效濾除高頻干擾。
2. 輸出濾波電路:用于平滑輸出電壓,減少輸出紋波和電磁干擾。對于輸出電壓較低、電流較大的情況,可以采用LC濾波器,其中電感值根據(jù)輸出電流和所需的濾波效果來確定。
3. 增加EMI濾波器:在輸入或輸出線上增加EMI濾波器,如共模磁環(huán)或π型濾波器,進一步濾除高頻噪聲。
二、屏蔽技術(shù)
1. 整體屏蔽:使用金屬外殼對開關(guān)電源進行封裝,金屬外殼可以起到良好的電磁屏蔽作用。外殼材料一般選擇導(dǎo)電性好的金屬,如鋁或鋼。在外殼的設(shè)計上,要保證其密封性,避免出現(xiàn)縫隙而導(dǎo)致電磁泄漏。
2. 關(guān)鍵元件屏蔽:對于開關(guān)電源中的主要干擾源,如開關(guān)管和變壓器,單獨使用屏蔽罩進行屏蔽。屏蔽罩可以采用銅或鍍錫鐵等材料制作,將其緊密地包裹在元件周圍,并良好接地。
三、接地技術(shù)
1. 單點接地:在高頻電路中,采用單點接地可以避免地線環(huán)路產(chǎn)生的電磁干擾。功率地(PGND)和控制地(AGND)應(yīng)分開,最后單點連接。
2. 屏蔽層接地:屏蔽罩的接地方式也很重要,應(yīng)該根據(jù)干擾頻率來選擇單點接地或者多點接地的方式。
四、電路設(shè)計優(yōu)化
1. 選擇合適的開關(guān)頻率:開關(guān)頻率是影響電磁干擾的關(guān)鍵因素。較高的開關(guān)頻率可以減小磁性元件(如電感和變壓器)的體積,但同時也會增加電磁干擾。因此,需要在兩者之間進行權(quán)衡。例如,對于一些對體積要求不高的應(yīng)用,可以適當降低開關(guān)頻率,以減少高頻電磁干擾的產(chǎn)生。
2. 優(yōu)化電路布局:合理安排電路元件的位置,將產(chǎn)生干擾的元件(如開關(guān)管、變壓器)與敏感元件(如控制芯片、反饋電路)分開布局。采用分區(qū)布局的方法,將電源電路分為輸入?yún)^(qū)、功率變換區(qū)、輸出區(qū)和控制區(qū)等不同區(qū)域。每個區(qū)域之間保持一定的安全距離,并且通過合理的布線連接,避免不同區(qū)域之間的電磁干擾相互影響。同時,在布局時要考慮元件之間的連線盡量短,特別是高頻信號的連線,以減少電磁輻射。
3. 采用軟開關(guān)技術(shù):軟開關(guān)技術(shù)可以減少開關(guān)過程中的能量損耗和電磁干擾。通過在開關(guān)電路的基礎(chǔ)上增加一個很小的電感、電容等諧振元件構(gòu)成輔助網(wǎng)絡(luò),在開關(guān)過程前后引入諧振過程,使開關(guān)開通前電壓先降為零(零電壓開通)或開關(guān)關(guān)斷前使其電流為零(零電流關(guān)斷),從而降低或消除開關(guān)損耗和干擾。
4. 優(yōu)化開關(guān)管驅(qū)動:降低開關(guān)速度,在MOSFET/IGBT的G極串聯(lián)電阻,減小dv/dt。使用軟開關(guān)技術(shù)減少開關(guān)損耗和噪聲。增加緩沖電路,如RCD吸收電路,用于反激電源中,或在開關(guān)管兩端并聯(lián)RC緩沖電路(用于Buck/Boost電路)。
開關(guān)電源,作為高效節(jié)能的代表,在穩(wěn)壓電源領(lǐng)域占據(jù)主流地位。其內(nèi)部元器件高頻開關(guān)的特性,使得電源效率高達70%至90%,遠超普通線性穩(wěn)壓電源。此外,開關(guān)電源無需工頻變壓器,通過高頻變壓器實現(xiàn)電壓變換和電網(wǎng)隔離,不僅節(jié)省了空間,還簡化了散熱和濾波元件。
然而,開關(guān)電源的應(yīng)用也面臨電磁干擾的問題。電磁干擾(EMI)可能中斷、阻礙、降低或限制通信電子設(shè)備的性能,包括傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。要解決這一問題,需要從電磁兼容性(EMC)的角度出發(fā),確保電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中能夠正常工作。
1 開關(guān)電源電磁干擾的產(chǎn)生機理
開關(guān)電源在運行過程中,會產(chǎn)生多種類型的電磁干擾。這些干擾主要分為兩大類:一類是尖峰干擾,另一類是諧波干擾。同時,這些干擾也可以通過不同的耦合通路進行傳播,包括傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。接下來,我們將從噪聲干擾源的角度,對這兩類干擾的產(chǎn)生機理進行詳細闡述。
1.1 二極管反向恢復(fù)時間引發(fā)的干擾
在高頻整流回路中,當整流二極管由正向?qū)ㄞD(zhuǎn)向截止時,會經(jīng)歷一個反向恢復(fù)過程。由于PN結(jié)中積累了大量載流子,在載流子消失之前,會出現(xiàn)一段反向電流流動的時間。這段時間內(nèi),反向恢復(fù)電流急劇減少,導(dǎo)致產(chǎn)生劇烈的電流變化(di/dt)。這種電流變化會形成一種干擾,對電路的穩(wěn)定性和電磁兼容性產(chǎn)生影響。
1.2 開關(guān)管工作時產(chǎn)生的諧波干擾
在功率開關(guān)管的工作過程中,由于導(dǎo)通時流過較大的脈沖電流,會產(chǎn)生相應(yīng)的諧波干擾。特別是在正激型、推挽型和橋式變換器中,當阻性負載時,其輸入電流波形近似為矩形波,其中包含眾多高次諧波分量。盡管在采用零電流、零電壓開關(guān)的技術(shù)下,這種諧波干擾會有所減小,但仍然存在。此外,開關(guān)管截止期間,由高頻變壓器繞組漏感引發(fā)的電流突變,同樣會產(chǎn)生尖峰干擾,對電路的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。
1.3 交流輸入回路中的干擾問題
在開關(guān)電源中,若缺乏工頻變壓器,其輸入端的整流管在反向恢復(fù)時,會產(chǎn)生高頻衰減振蕩,從而引發(fā)干擾。此外,開關(guān)電源所生成的尖峰干擾和諧波干擾能量,會通過其輸入輸出線路進行傳播,進而形成所謂的傳導(dǎo)干擾。同時,這些諧波和寄生振蕩的能量在傳播過程中,還會在空間中產(chǎn)生電場和磁場,進而以電磁輻射的方式產(chǎn)生干擾,這被稱為輻射干擾。
1.4 其他干擾因素
元器件的寄生參數(shù)、開關(guān)電源原理圖設(shè)計的不完美,以及印刷線路板(PCB)走線的隨意性,都是導(dǎo)致電磁干擾(EMI)的因素。PCB的近場干擾問題突出,同時,印刷板上器件的安裝、放置及方位的不合理,也會引發(fā)EMI干擾。
隨著開關(guān)電源在市場上的廣泛應(yīng)用,其高功率密度和高效率的優(yōu)勢日益凸顯。然而,隨著功率半導(dǎo)體器件如MOSFET和JGBT的發(fā)展,以及開關(guān)技術(shù)的進步,開關(guān)電源的開關(guān)頻率和功率密度不斷攀升,內(nèi)部的電磁環(huán)境也愈發(fā)復(fù)雜。這不僅威脅到周圍電子設(shè)備的正常工作,也對電源本身提出了嚴峻挑戰(zhàn)。因此,降低開關(guān)電源的EMI成為設(shè)計中的關(guān)鍵課題。
在電力電子系統(tǒng)中,功率變換部分和變壓器部分是主要的干擾源,其噪聲頻譜雖寬但主要集中在低頻段。由于功率變換部分和控制模塊通常安裝在同一PCB上,而前者往往是干擾源,后者作為弱電部分則容易受到干擾。手工布線的PCB走線增加了近場干擾估計的難度,可能導(dǎo)致控制模塊無法正常工作。此外,開關(guān)頻率的提升雖然帶來了體積和重量的減小,但也使得輻射干擾問題愈發(fā)嚴重。開關(guān)電源的干擾源阻抗與網(wǎng)絡(luò)的不匹配,以及無功功率的影響,都進一步增加了EMI濾波器設(shè)計的復(fù)雜性。同時,濾波器中的L、C組件還必須承受較大的無功功率,這不僅降低了整體效率,還增大了電源體積。另外,高頻段難以達到設(shè)計要求也是開關(guān)電源EMI濾波器面臨的重要問題。
1.5 開關(guān)電源EMI的特點
開關(guān)電源,作為一種能量轉(zhuǎn)換裝置,在開關(guān)狀態(tài)下工作,其電壓和電流變化率極高,因此產(chǎn)生的電磁干擾強度也相對較大。干擾源主要集中在功率開關(guān)器件及其相連的散熱器、高平變壓器等部位,與數(shù)字電路的干擾源相比,其位置更為明確。開關(guān)電源的頻率范圍通常從幾十千赫茲到數(shù)兆赫茲,其主要的干擾方式包括傳導(dǎo)干擾和近場干擾。
2 電磁干擾形成的三個因素
2.1 電磁干擾源
電磁干擾源是產(chǎn)生電磁干擾(EMI)的根源,它可以是一類組件、器件、設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng),甚至是自然現(xiàn)象。這些干擾源可分為兩大類:自然干擾源和人為干擾源。前者包括雷電放電、沙漠地區(qū)的沙暴和塵暴等自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的局部電磁干擾;后者則主要指電力線、旋轉(zhuǎn)機械、點火系統(tǒng)等人為因素所引發(fā)的干擾。此外,電阻等電子元器件在工作過程中產(chǎn)生的熱噪聲也被視為一種電磁干擾源。
2.2 敏感設(shè)備
敏感設(shè)備,即那些可能對電磁干擾作出反應(yīng)的設(shè)備。這些設(shè)備通常具有特定的接收和響應(yīng)機制,一旦受到電磁干擾,便可能影響其正常工作。敏感設(shè)備的種類繁多,涵蓋了從家用電器到通信設(shè)備、醫(yī)療儀器等多個領(lǐng)域。
2.3 耦合路徑或稱為耦合通道
耦合路徑是能量從干擾源傳遞到敏感設(shè)備并引發(fā)其響應(yīng)的媒介。根據(jù)耦合路徑的不同,干擾可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。傳導(dǎo)干擾主要通過導(dǎo)線傳播,而輻射干擾則通過“場”進行傳播。因此,在分析這兩種干擾時,會分別運用“電路”理論和電磁場理論。
要消除電磁干擾,通??梢圆扇∫韵氯N策略之一:消除干擾源、阻斷干擾路徑或降低敏感設(shè)備的敏感度。圖1展示了形成電磁干擾的三個關(guān)鍵因素。
電磁干擾的形成涉及三個核心要素。首先,必須有干擾源,它產(chǎn)生不需要的電磁能量。其次,這些電磁能量必須通過某種路徑,即耦合路徑,從干擾源傳遞到敏感設(shè)備。最后,敏感設(shè)備必須具備響應(yīng)這些電磁能量的能力,從而產(chǎn)生電磁干擾。通過理解這三個因素,我們可以更有效地分析和解決電磁干擾問題。
3 EMC相關(guān)標準概覽
我國在EMC標準和規(guī)范方面起步相對較晚。直至1966年,我們才頒布了首個無線電干擾標準JB854-66,即“船用電氣設(shè)備無線電干擾端子電壓測量方法與允許值”。然而,近年來我國在借鑒國際標準的基礎(chǔ)上,已建立起一系列的EMC標準和規(guī)范,如GB12190-90“高性能屏蔽室屏蔽效能測量方法”和GJB1001—90“超短波輻射測量方法”等。
多數(shù)國家的安全和EMC標準是合并的。例如,CE認證(歐洲共同體認證)便是一個典型案例。同樣,CCC認證(中國強制認證)也具有重要意義。通常,在特定地區(qū)銷售的產(chǎn)品必須具備這些認證標志,以證明其同時符合安全和EMC標準。這些安全認證日益成為市場衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標。對于電源工程師而言,他們通常只需關(guān)注歐洲EMI標準中的EN550022C,該標準專門針對IT設(shè)備。值得注意的是,該標準(最初被稱為CISPR22,至今仍沿用此名)是我們必須高度重視的標準之一。
4 電磁兼容性的實施方法
隨著電子技術(shù)的不斷進步,電磁兼容性的實施逐漸形成了三種主要方法。
4.1 問題解決法
此方法首先進行設(shè)備的研制,隨后在聯(lián)試過程中針對出現(xiàn)的電磁干擾(EMI)問題,逐一運用相關(guān)技術(shù)進行解決。然而,這種方法相對滯后,因為系統(tǒng)裝配完成后才發(fā)現(xiàn)問題,解決起來往往需要大量拆卸和修改,甚至可能涉及重新設(shè)計。這不僅造成資源浪費,還可能延誤系統(tǒng)的開發(fā)進度。
4.2 規(guī)范法
規(guī)范法則是依據(jù)頒布的電磁兼容性標準和規(guī)范來進行設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計制造。此方法在一定程度上能預(yù)防EMI問題的出現(xiàn),相較于問題解決法更為合理。但需注意,標準和規(guī)范往往并非針對特定設(shè)備系統(tǒng)制定,因此可能存在預(yù)防過度的情況。此外,規(guī)范雖基于實踐經(jīng)驗,但缺乏對EMI的深入分析和預(yù)測,可能導(dǎo)致不必要的成本增加。
4.3 系統(tǒng)法
系統(tǒng)法采用計算機技術(shù),通過預(yù)測程序?qū)μ囟ㄏ到y(tǒng)的設(shè)計方案進行電磁兼容性預(yù)測和分析。此方法從設(shè)計初期就開始預(yù)測和分析設(shè)備的電磁兼容性,并在整個設(shè)計、制造、組裝和實驗過程中持續(xù)進行。若預(yù)測結(jié)果顯示存在不兼容問題,則可及時修改設(shè)計并重新預(yù)測,直至達到完全兼容的狀態(tài)再進行硬件生產(chǎn)。
5 當前電磁干擾的抑制措施
電磁干擾的形成涉及三個關(guān)鍵要素:干擾源、傳播途徑和受擾設(shè)備。針對這些要素,我們提出了相應(yīng)的抑制策略。首要任務(wù)是抑制干擾源,從根本上消除干擾;其次,要阻斷干擾源與受擾設(shè)備之間的耦合和輻射,即切斷電磁干擾的傳播路徑;最后,提升受擾設(shè)備的抗擾性,降低其對噪聲的敏感度。
目前,常用的電磁干擾抑制措施主要包括屏蔽、接地和濾波。屏蔽技術(shù)能夠有效減少開關(guān)電源的電磁輻射干擾。例如,通過合理布置絕緣片和屏蔽片,可以割斷射頻干擾向輸入電網(wǎng)的傳播路徑。此外,接地也是抑制電磁干擾的重要手段。將電源部分與大地相連,不僅可以抑制變化電場的干擾,還能為信號回路提供穩(wěn)定的參考電位。因此,在系統(tǒng)中,安全保護地線、屏蔽接地線和公共參考地線等都需要妥善接地,以確保電磁干擾得到有效抑制。
在電路系統(tǒng)設(shè)計中,我們應(yīng)遵循“一點接地”的原則,以避免形成多點接地所導(dǎo)致的閉合接地環(huán)路,從而減少磁感應(yīng)噪聲的產(chǎn)生。然而,在實際操作中,“一點接地”往往難以實現(xiàn)。因此,為了降低接地阻抗并消除分布電容的影響,我們可以采用平面式或多點接地方法。具體來說,就是利用一個導(dǎo)電平面(如底板或多層印制板電路的導(dǎo)電平面層)作為參考地,將需要接地的各部分就近接到該參考地上。此外,通過旁路電容的使用,可以進一步減小接地回路的壓降,從而降低返回電流的幅值。
在低頻和高頻共存的電路系統(tǒng)中,我們需要將低頻電路、高頻電路和功率電路的地線分別單獨連接后,再統(tǒng)一接到公共參考點上。這樣可以更好地分離不同頻率的信號,減少相互干擾。
同時,濾波也是抑制傳導(dǎo)干擾的重要手段。例如,在電源輸入端加入濾波器,可以有效抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的干擾反饋到電網(wǎng)中,并防止電網(wǎng)噪聲對電源本身的干擾。濾波電路中還包含許多專用的濾波元件,如穿心電容器、三端電容器和鐵氧體磁環(huán)等,它們能夠進一步改善電路的濾波特性。因此,合理設(shè)計和選擇濾波器,并確保其正確安裝和使用,對于提高系統(tǒng)的抗干擾能力至關(guān)重要。
另外,EMI濾波技術(shù)也是一種有效的抑制尖脈沖干擾的措施。它能夠濾除多種原因產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。關(guān)于EMI濾波技術(shù)的具體實現(xiàn)細節(jié),可以參考相關(guān)文獻進行深入了解。
開關(guān)電源中的電壓電流波形,如開關(guān)管的驅(qū)動波形和MOSFET漏源波形,大多呈現(xiàn)為接近矩形的周期波。這些矩形波的基波頻率與周期相關(guān),而由脈沖邊緣引起的頻率分量則與上升或下降時間有關(guān)。這些高頻信號不僅干擾了開關(guān)電源的基本信號,還對控制電路的信號造成了嚴重影響。
從噪聲源的角度來看,開關(guān)電源的電磁噪聲可分為兩大類:一類是外部噪聲,如電網(wǎng)傳輸?shù)墓材:筒钅T肼?,以及外部電磁輻射對開關(guān)電源控制電路的干擾;另一類則是開關(guān)電源自身產(chǎn)生的電磁噪聲,如開關(guān)管和整流管電流尖峰所引發(fā)的諧波及電磁輻射干擾。
在設(shè)計和優(yōu)化開關(guān)電源時,必須充分考慮這些電磁干擾問題。一方面,要確保開關(guān)電源不會對電網(wǎng)和其他電子設(shè)備造成干擾;另一方面,也要加強其自身對電磁環(huán)境的適應(yīng)能力。通過深入理解和分析開關(guān)電源噪聲的產(chǎn)生原因和途徑,我們可以為設(shè)計出更符合電磁兼容要求的開關(guān)電源提供有力的理論支持和實踐指導(dǎo)。
圖1展示了開關(guān)電源中常見的噪聲類型。其中,電源線引入的電磁噪聲是一個重要問題。這類噪聲主要由電網(wǎng)中其他用電設(shè)備產(chǎn)生的電磁騷擾,通過電源線傳播而來。它主要分為兩大類:共模干擾和差模干擾。
共模干擾,簡而言之,就是任何載流導(dǎo)體與參考地之間出現(xiàn)的非期望電位差。而差模干擾,則是指任何兩個載流導(dǎo)體間的不期望電位差。這兩種干擾的等效電路如圖2所示,其中CP1代表變壓器初、次級間的分布電容,而CP2則是開關(guān)電源與散熱器間的分布電容,即開關(guān)管集電極與地之間的分布電容。接下來,我們將深入探討共模干擾的具體情況。
(b)差模干擾
接下來,我們將轉(zhuǎn)向探討差模干擾。
在圖2(a)中,當開關(guān)管V1從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)為截止狀態(tài)時,其集電極電壓會突然升高至高電壓。這個電壓變化會導(dǎo)致共模電流Icm2向CP2充電,同時共模電流Icm1向CP1充電。這種分布電容的充電過程與開關(guān)電源的工作頻率密切相關(guān),從而形成了線路中的共模電流總和(Icm1+Icm2)。
另一方面,在圖2(b)中展示的是V1導(dǎo)通時的情況。此時,差模電流Idm和信號電流IL會沿著由導(dǎo)線、變壓器初級以及開關(guān)管構(gòu)成的回路流動。值得注意的是,共模干擾電流并不經(jīng)過地線,而是通過輸入電源線進行傳輸。而差模干擾電流則通過地線和輸入電源線構(gòu)成的回路進行傳輸。因此,在設(shè)計和實施電源線濾波器時,必須充分考慮這兩種干擾模式的差異,以確保能夠有效地使用差?;蚬材V波元件來抑制干擾,從而實現(xiàn)最佳的濾波效果。
1.2 輸入電流畸變引發(fā)的噪聲問題
開關(guān)電源的輸入端通常采用橋式整流和電容濾波的方式。在沒有PFC(功率因數(shù)校正)功能的輸入級中,整流二極管的非線性和濾波電容的儲能特性會導(dǎo)致二極管的導(dǎo)通角縮小。這使得輸入電流i呈現(xiàn)出時間短暫且峰值極高的周期性尖峰特征。這種畸變的電流不僅包含基波分量,還蘊含豐富的高次諧波分量。這些高次諧波一旦注入電網(wǎng),就會引發(fā)嚴重的諧波污染問題,對電網(wǎng)中其他電器設(shè)備造成干擾。為了有效控制開關(guān)電源對電網(wǎng)的污染并實現(xiàn)高功率因數(shù)運行,PFC電路的應(yīng)用變得至關(guān)重要。
1.3、開關(guān)管及變壓器產(chǎn)生的干擾
主開關(guān)管作為開關(guān)電源的心臟,同時也是一個不可忽視的干擾源。其工作頻率與電磁干擾的強度緊密相關(guān)。隨著開關(guān)管頻率的升高,電壓和電流的切換速度加快,導(dǎo)致傳導(dǎo)干擾和輻射干擾同步增強。此外,鉗位二極管的反向恢復(fù)特性不佳,或電壓尖峰吸收電路參數(shù)選擇不當,都會進一步加劇電磁干擾的問題。
在開關(guān)電源的工作過程中,初級濾波大電容、高頻變壓器初級線圈與開關(guān)管共同構(gòu)成了一個高頻電流環(huán)路。這個環(huán)路會產(chǎn)生顯著的輻射噪聲。特別是,開關(guān)管在通斷時,由于高頻變壓器的初級兩端會出現(xiàn)尖峰噪聲,這不僅可能造成干擾,嚴重時甚至可能擊穿開關(guān)管。此外,變壓器繞組間的分布電容和漏感也是不可忽視的電磁干擾源。
1.4、輸出整流二極管產(chǎn)生的干擾
實際中的二極管在承受反向電壓時,由于PN結(jié)內(nèi)電荷的積累與釋放,會產(chǎn)生一個反向恢復(fù)電流。這個電流在變壓器漏感和其他分布參數(shù)的作用下,會形成強烈的高頻衰減振蕩,從而成為開關(guān)電源中的一個主要干擾源。為了抑制這種干擾,可以在二極管兩端并聯(lián)RC緩沖器。
1.5、分布及寄生參數(shù)引起的開關(guān)電源噪聲
在開關(guān)電源中,由于分布電容、寄生電感等參數(shù)的存在,會引發(fā)一系列的噪聲問題。這些噪聲不僅會影響開關(guān)電源自身的性能,還可能對其他電器設(shè)備造成干擾。因此,在設(shè)計和優(yōu)化開關(guān)電源時,必須充分考慮這些分布及寄生參數(shù)的影響,以確保電源的穩(wěn)定性和可靠性。
開關(guān)電源中的分布參數(shù),如開關(guān)電源與散熱器間的分布電容、變壓器初次級間的分布電容,以及原副邊的漏感,都是引發(fā)噪聲的關(guān)鍵因素。這些分布參數(shù)不僅影響開關(guān)電源的性能,還可能對其他電子設(shè)備造成干擾。其中,共模干擾主要通過變壓器初、次級間的分布電容以及開關(guān)電源與散熱器間的分布電容進行傳輸。變壓器繞組的分布電容與高頻變壓器的繞組結(jié)構(gòu)和制造工藝緊密相關(guān),可以通過優(yōu)化工藝、增強繞組間絕緣或采用法拉第屏蔽等方式來減小。而開關(guān)電源與散熱器間的分布電容則與開關(guān)管的結(jié)構(gòu)和安裝方式有關(guān),通過使用帶有屏蔽的絕緣襯墊可以降低這種分布電容。
在高頻工作狀態(tài)下,開關(guān)電源中的元件會呈現(xiàn)出高頻寄生特性,這將對它們的工作狀態(tài)產(chǎn)生顯著影響。例如,導(dǎo)線在高頻時可能變?yōu)榘l(fā)射線,電容則可能變?yōu)殡姼校姼凶優(yōu)殡娙?,而電阻則可能形成共振電路。這些變化都可能導(dǎo)致開關(guān)電源的不穩(wěn)定。因此,在設(shè)計開關(guān)電源時,必須充分考慮元件在高頻下的特性,并選擇具有優(yōu)異高頻性能的元件。此外,導(dǎo)線在高頻時的寄生電感感抗會顯著增加,由于電感的不可控性,這可能使導(dǎo)線變成一根發(fā)射線,從而成為開關(guān)電源中的輻射干擾源。
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