電磁兼容性問題在高頻開關(guān)電源設(shè)計中的研究

摘要：對開關(guān)電源的組成及工作原理的描述，從開關(guān)電源的組成部分;，分析了電磁干擾所產(chǎn)生的建議的機(jī)制應(yīng)采取相應(yīng)的懲罰措施，討論了電磁兼容的設(shè)計，需要注意的問題。

開關(guān)電源，比線性穩(wěn)壓電源的功耗，效率高，體積小，重量輕，監(jiān)管機(jī)構(gòu)廣泛等諸多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于電腦及周邊設(shè)備，通信，自動化，家庭電器家電等領(lǐng)域。但缺點(diǎn)是開關(guān)電源，可產(chǎn)生強(qiáng)烈的突出電磁干擾（EMI）。電磁干擾信號的傳導(dǎo)和輻射兩個較寬的頻率范圍，有一定程度，將污染的通信設(shè)備和電子產(chǎn)品的電磁環(huán)境的破壞。如果處理不當(dāng)，開關(guān)電源本身將成為騷擾源。目前，電子產(chǎn)品，電磁兼容性（EMC）越來越多的關(guān)注，抑制開關(guān)電源的電磁干擾的供應(yīng)，提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量符合EMC標(biāo)準(zhǔn)，電子產(chǎn)品的設(shè)計已成為一個日益受到關(guān)注。

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1.1 組成

開關(guān)電源的組成框圖如圖1所示，它由以下幾個部分組成：

1）主電路 包括輸入濾波器、整流與濾波、逆變、輸出整流與濾波；

2）控制與保護(hù)電路；

3）檢測與顯示電路 除了提供保護(hù)電路所需的各種參數(shù)外，還提供各種顯示數(shù)據(jù)；

4）輔助電源。

圖2

    1.2 開關(guān)穩(wěn)壓電源原理

開關(guān)穩(wěn)壓電源電路如圖2所示。圖2中的開關(guān)K以一定的時間間隔重復(fù)地接通和斷開，在K接通時，輸入電源Vin通過K和濾波電路供電給負(fù)載RL，當(dāng)K斷開時，輸入電源Vin便中斷了能量的提供。可見，輸入電源向負(fù)載提供能量是斷續(xù)的，為使負(fù)載能得到連續(xù)的能量提供，開關(guān)穩(wěn)壓電源必須要有一套儲能裝置，在開關(guān)接通時將一部份能量儲存起來，在開關(guān)斷開時，向負(fù)載釋放。圖2中，由儲能電感L、濾波電容C2和續(xù)流二極管D組成的電路，就具有這種功能。在AB間的電壓平均值VAB可用式（1）表示。

VAB=Vinton/T=DVin    （1）

式中：ton為K導(dǎo)通時間；

T為K工作周期；

D為占空比，D=ton/T。

由式（1）可知，改變D，即可改變VAB。因此，隨著負(fù)載及輸入電源電壓的變化調(diào)整D便能使輸出電壓Vo維持不變。這種控制方法稱為時間比率控制（Time Ratio Control,縮寫為TRC）。按TRC原理，它有3種方式：

1）脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation，縮寫為PWM） 其開關(guān)周期恒定，通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式；

2）脈沖頻率調(diào)制（Pulse Frequency Modulation，縮寫為PFM） 導(dǎo)通脈沖寬度恒定，通過改變開關(guān)工作頻率來改變占空比的方式；

3）混合調(diào)制 導(dǎo)通脈沖寬度和開關(guān)工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的結(jié)合。