提高开关电源的工作性能必须消除电磁干扰

消除通信开关电源的传导干扰和辐射干扰传导干扰主要是由于信号经电网传播,会对其他电子设备产生严重干扰,往往引起更严重的问题。常用的抑制方法有:缓冲器法,减少耦合路径法,减少寄生元件法等。而传导干扰的极限值,可参考国标中的电磁兼容规范GB9254-1988,(386833.9-87,GB6833.4-1987,GB6833-1987。

  在辐射研究中天线是电磁辐射源,在开关电源电路中,主电路中的元器件、连线等都可认为是天线,同时手机电话等的MCU与LCD的数据线、地址线工作频率高,也是产生辐射干扰的主要干扰源。可以通过增加提高抗干扰能力的器件提高易受外界干扰的小信号电路的抗干扰能力;并综合考虑各种接地措施,提高整体的电磁兼容性。开关电源在输入电路中容易受到共模/差模干扰,此时,可以利用EMI滤波电路抑制此干扰。EMI滤波电路如图1(a)所示。其中,L1,L2为共模抑制电感,与C1~C7组成线路低通滤波器:C1,C4,C5用于抑制差模噪声,这里选用0.33μF的聚丙烯薄膜电容器;C2,C3和C6,C7用于抑制共模噪声,因为它们安装在机壳和端子间,会有漏电电流流向机壳,为防止触电,这里选用漏电流小,不易击穿和损坏的云母电容器,容量为3.300 pF和0.1μF;C1~C7耐压值均选为交流250 V。

  开关电源对内、外的干扰及抗干扰中,共模信号与开关器件的工作方式、散热器的安装及整机PCB板与机壳的连接有相当复杂的关系,共模信号在一定的条件下又可转变成差模信号。其中解决共模干扰除了上述一般的EMI滤波电路,还可按如下电路图的思想在电路上改进,使开关电源能够在电路上改进从而提高性能。图1(b)为共模/差模干扰滤波器典型电路,图1(c)为在图1(b)基础上变异的共模/差模干扰滤波电路。

  (3)隔离电源与其他设备间的相互干扰,增强通信开关电源的抗干扰能力。在通信端口及控制端口的小信号电路中,选用具有抗静电干扰的器件。而单位脉冲干扰的频谱最宽,容易以共模的方式传入控制电路内,可采用吸收式滤波器消除,减小共模电感的分布电容、加强输入电路的共模信号滤波来提高系统的抗扰性能。隔离,屏蔽其他干扰信号的干扰,以及自身对于其他设备的干扰。

  切断干扰信号的传播途径:电磁屏蔽,用金属外壳加强屏蔽效果,并进行良好的接地处理(注意大地与系统地不可接在一起),各控制单元间的大面积接地用接地板屏蔽,同时也可以改善开关电源内部工作的稳定性。

  本文分析了通信开关电源在工作时易受到的干扰及其特点,结合通信技术,开关电源的相关性能指标,并参考目前国内外电磁兼容性的标准,根据通信开关电源的电磁兼容性问题提出了解决通信开关电容电磁兼容性的可行性方法,使通信开关电源的工作性能提高。

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