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电磁兼容性问题在高频开关电源设计中的研究

时间:2010-01-07 22:43:33来源:网友 作者:admin 点击:

摘要:对开关电源的组成及工作原理的描述,从开关电源的组成部分;,分析了电磁干扰所产生的建议的机制应采取相应的惩罚措施,讨论了电磁兼容的设计,需要注意的问题。


开关电源,比线性稳压电源的功耗,效率高,体积小,重量轻,监管机构广泛等诸多优点,已广泛应用于电脑及周边设备,通信,自动化,家庭电器家电等领域。但缺点是开关电源,可产生强烈的突出电磁干扰(EMI)。电磁干扰信号的传导和辐射两个较宽的频率范围,有一定程度,将污染的通信设备和电子产品的电磁环境的破坏。如果处理不当,开关电源本身将成为骚扰源。目前,电子产品,电磁兼容性(EMC)越来越多的关注,抑制开关电源的电磁干扰的供应,提高电子产品的质量符合EMC标准,电子产品的设计已成为一个日益受到关注。


 


1


1.1 组成


开关电源的组成框图如图1所示,它由以下几个部分组成:


1)主电路 包括输入滤波器、整流与滤波、逆变、输出整流与滤波;


2)控制与保护电路;


3)检测与显示电路 除了提供保护电路所需的各种参数外,还提供各种显示数据;


4)辅助电源。


图2


    1.2 开关稳压电源原理


开关稳压电源电路如图2所示。图2中的开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开,在K接通时,输入电源Vin通过K和滤波电路供电给负载RL,当K断开时,输入电源Vin便中断了能量的提供。可见,输入电源向负载提供能量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放。图2中,由储能电感L、滤波电容C2和续流二极管D组成的电路,就具有这种功能。在AB间的电压平均值VAB可用式(1)表示。


VAB=Vinton/T=DVin    (1)


式中:ton为K导通时间;


T为K工作周期;


D为占空比,D=ton/T。


由式(1)可知,改变D,即可改变VAB。因此,随着负载及输入电源电压的变化调整D便能使输出电压Vo维持不变。这种控制方法称为时间比率控制(Time Ratio Control,缩写为TRC)。按TRC原理,它有3种方式:


1)脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,缩写为PWM) 其开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式;


2)脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,缩写为PFM) 导通脉冲宽度恒定,通过改变开关工作频率来改变占空比的方式;


3)混合调制 导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的结合。
 

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