摘要:對開關電源的組成及工作原理的描述,從開關電源的組成部分;,分析了電磁干擾所產生的建議的機制應采取相應的懲罰措施,討論了電磁兼容的設計,需要注意的問題。
開關電源,比線性穩壓電源的功耗,效率高,體積小,重量輕,監管機構廣泛等諸多優點,已廣泛應用于電腦及周邊設備,通信,自動化,家庭電器家電等領域。但缺點是開關電源,可產生強烈的突出電磁干擾(EMI)。電磁干擾信號的傳導和輻射兩個較寬的頻率范圍,有一定程度,將污染的通信設備和電子產品的電磁環境的破壞。如果處理不當,開關電源本身將成為騷擾源。目前,電子產品,電磁兼容性(EMC)越來越多的關注,抑制開關電源的電磁干擾的供應,提高電子產品的質量符合EMC標準,電子產品的設計已成為一個日益受到關注。
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1.1 組成
開關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)控制與保護電路;
3)檢測與顯示電路 除了提供保護電路所需的各種參數外,還提供各種顯示數據;
4)輔助電源。
圖2
1.2 開關穩壓電源原理
開關穩壓電源電路如圖2所示。圖2中的開關K以一定的時間間隔重復地接通和斷開,在K接通時,輸入電源Vin通過K和濾波電路供電給負載RL,當K斷開時,輸入電源Vin便中斷了能量的提供。可見,輸入電源向負載提供能量是斷續的,為使負載能得到連續的能量提供,開關穩壓電源必須要有一套儲能裝置,在開關接通時將一部份能量儲存起來,在開關斷開時,向負載釋放。圖2中,由儲能電感L、濾波電容C2和續流二極管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,隨著負載及輸入電源電壓的變化調整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)脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation,縮寫為PWM) 其開關周期恒定,通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式;
2)脈沖頻率調制(Pulse Frequency Modulation,縮寫為PFM) 導通脈沖寬度恒定,通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式;
3)混合調制 導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定,彼此都能改變的方式,它是以上二種方式的結合。
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吸波材料電磁兼容也簡稱為:EMC,一般應用在:柔性線路板、印刷電路板、芯片、PCMCIA卡等電子元件產生輻射噪聲的控制、集成電路、液晶顯示器組件的電磁吸收,以及在電纜中、RFID中起到抗干擾的作用。
在復雜的電磁環境中,每臺電子、電氣產品除了本身要能抗住一定的外來電磁干擾正常工作以外,還不能產生對該電磁環境中的其它電子、電氣產品所不能承受的電磁干擾。或者說,
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