如何减少开关电源对电网干扰?

在规划及运用开关电源的进程傍边,很多工程师都会面对一个问题即是:怎么削减开关电源对电网的搅扰呢?开关电源对电网的搅扰电压是在电网和开关电源之间参加LISN的50Ω的电阻上测得的。德国规范VDE和美国规范FCC都对开关电源电网传导搅扰的极限进行了规定。规范又分为A类和B类,或许称之为1类,或2类。本来中1类是指对于,工商业、作业工作环境而设置的,本来中2类是指对于对于居民的生活环境而建立的。对于生活环境的规范更高,请求也严厉,由于不这么的话对人身及生活环境会发作更大的危害。
 
电源经过电磁兼容的测验判定,到达规范的请求,与开关电源在运用进程中会不会导致不允许的搅扰是两回事。到达规范的电源运用或处理不当,在运用中也会导致严峻的搅扰。并且,开关电源既是一个电源设备,也是一个噪声发作设备,它和受扰体之间是经过耦合通道衔接在一起的,明显耦合通道的特性与受扰体的特性合作欠好而导致严峻的搅扰是也许的,开关电源并联供电导致全部体系不稳定的景象也是存在的。有的受扰体对搅扰的时域波形灵敏,如有的数字电路在搅扰脉冲效果下,会发作误动作与时域波形有关,即不只与脉冲幅度有关,并且还与脉宽有关。即便开关电源到达了相应的规范,但它对外发作搅扰的时域波形导致较严峻的搅扰是也许的。根据以上思考,有的开关电源用户,除了要按规范检查开关电源的电磁兼容功能外,还应当添加一些在开关电源的特定的运用条件下的某些搅扰功能的检查。
此外,有的开关元件在注册和关断时发作的跳变是不一样的,注册时发作的dv/dt会大于关断时发作的dv/dt,对外发作的搅扰也是前者大于后者。并且,导通时的跳变与负载等要素根本没有关系。假如选用随机调制电源和固定频率的调制的电源两者开关元件,如LGBT,其驱动回路的参数和驱动脉冲都一样,因而两者的开关的电压跳变一样;在两者的对外搅扰耦合通道也一样时,从对电网的搅扰测验结果的频域特性来看前者要优于后者。但对外的搅扰的时域波形仍是一样的,并不必定随机调制的电源就优于固定频率调制的电源。

现在,削减对电网搅扰的办法有以下几种:
(1)削减电压过冲。削减电压过冲既可防止管子接受过高的电压,又可削减对电网的高频噪声。挑选反向恢复电流小的二极管(如炭化硅二极管)也是一种减小搅扰源强度的可行的办法。尽管调整触发脉冲的跳变沿和加大栅极的电阻等能够下降dv/dt,但这会加大开关损耗和下降全部设备的功率,需要从开关电源的各项功能来归纳思考其取舍。
(2)改进调制办法。将频率不变的调制改为随机调制、变频调制和所谓“∑△”调制等等。频率固定不变的调节脉冲发作的搅扰低频段主要是调制频率的谐波搅扰,低频段的搅扰主要是会集在各谐波点上,而随机调制等办法发作的低频搅扰则分散在必定的频段上,因而,选用上述办法有利于开关电源经过电磁搅扰的频谱特性的测验,使之契合电源的电磁规范。
(3)添加输入滤波器。(1)和(2)两种办法主要是从削减搅扰源的强度着手的,而添加滤波器是从改动耦合通道的特性入手的。添加的共模滤波器是能够削减开关电源对电网的搅扰。假如不加输入滤波器,电源对电网的搅扰将大大超出相应的规范。而参加输入滤波器后,电源对电网的搅扰则会契合相应的规范。在丈量时思考到开关电源对电网的低频段搅扰主要是开关频率整数倍的各次谐波,故扫频仪的频带分辨率为200Hz,而在150KHz-30MHz频段频带分辨率为9KHz。别的,选用屏蔽办法也能够削减开关电源对电网的搅扰。


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