开关电源的电磁干扰(EMI)控制技术是电子工程师必须掌握的关键技能之一。电磁干扰可造成电子设备性能下降,严重时可导致设备无法正常工作。本文将从开关电源EMI的产生机理入手,探讨一系列抑制EMI的策略,以提高电源的电磁兼容性(EMC)。 开关电源的工作原理是将工频交流电整流为直流电,然后逆变为高频交流电,通过变压器隔离并调整电压,最终整流滤波输出稳定的直流电压。功率半导体器件,如三极管、二极管,是开关电源中的核心部件,它们在微秒量级内完成开闭动作。在这过程中,电流变化剧烈,产生射频能量,成为干扰源。高频变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流也会产生干扰。由于开关电源工作频率高,其分布电容不能忽略,这些分布电容在高频时会通过散热片等路径形成共模干扰。 EMI由三个基本要素组成:干扰源、耦合途径和敏感设备。为了控制EMI,必须从这三个方面入手,主要措施包括抑制干扰源、切断耦合途径以及提高敏感设备对干扰的抵抗能力。开关电源的EMI控制技术主要包括滤波技术、屏蔽技术、密封技术和接地技术。 EMI干扰可分为传导干扰和辐射干扰。传导干扰主要通过电源线或信号线传播,其频率范围宽,可达10kHz至30MHz。抑制传导干扰的方法根据不同的频段采取不同的策略。在10kHz至150kHz范围,通常使用LC滤波器解决常态干扰问题;在150kHz至10MHz范围,主要采用共模抑制滤波器来减少共模干扰;而对于高于10MHz的频段,则需要改进滤波器的结构和增加电磁屏蔽。 交流输入EMI滤波器是一种常用的抑制技术,用于抑制电源线上的共模干扰和差模干扰。滤波器中的差模电容用于短路差模干扰电流,而接地电容则用于短路共模干扰电流。共模扼流圈通过磁耦合抵消差模干扰电流,并对共模干扰电流呈现较大电感,从而衰减共模干扰信号。 此外,改善开关电源中功率器件的开关波形也是减少EMI的有效手段。例如,RCD浪涌电压吸收回路能有效减小开关管或二极管在开通和关断过程中的浪涌电压,降低因变压器漏感和线路电感引起的EMI。 在实际应用中,开关电源EMI控制技术的选择需根据电源的具体工作环境和电磁兼容性要求来确定。通过采用一系列的EMI控制策略,可以在确保开关电源性能的同时,减少对周围电磁环境的影响,从而提高整个系统的稳定性和可靠性。
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本文章是介绍共模与差模的含义及区别。
2023-07-03 23:25:17 58KB 共模 差模 残压 文章
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这是一个大学生电磁兼容课程实验项目,关于差模电流的仿真小实验。平台为HFSS,文件可以正常运行出仿真结果,有需要的可以下载看看
2022-12-16 13:14:15 157KB HFSS EMC 差模电流 仿真
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通信电源
2022-11-25 10:18:46 463KB 通信电源 通信 电源
提出一种依据仿真得到的开关电源噪声进行电磁干扰(EMI)滤波器设计的方法。针对Boost功率因数校正变换器,应用SABER软件仿真不同寄生参数下的噪声幅值,得到了影响共模噪声和差模噪声的主要因素:差模噪声主要是由功率器件的高频模型引起的,而共模噪声则与无源器件的高频模型以及MOSFET对地漏电容相关,且随着漏电容的增加而增加。在考虑功率器件的高频模型、MOSFET的对地漏电容以及无源器件的高频寄生参数等影响的情况下,采用噪声仿真的方法分离出变换器的共模噪声和差模噪声。在此基础上,应用插入电压增益的方法,计算出共模滤波器和差模滤波器的截止频率,设计了EMI滤波器。实验验证了仿真的准确性以及滤波器设计方法的正确性。
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干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声波形性质来划分。按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,可分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。
2022-01-08 14:11:52 652KB 计算控制系统的抗干扰特性
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什么是差模干扰和共模干扰?
2022-01-06 12:03:50 76KB 差模干扰 共模干扰 抗干扰措施
详解差模电压和共模电压
2022-01-01 09:56:21 201KB 共模电压 差模电压
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共模信号和差模信号及印制板的设计
2021-10-13 12:02:01 110KB 电磁
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