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开关电源发生电磁辐射搅扰的原因

1.超音频振荡的干扰问题开关式稳压电源的工作频率多为20-100kHz,属于超音频范围。作为该电源的开关调整器件晶体管或场效应晶体管以相应的频率工作在导通与截止状态,振荡波形近似于方波(还存在过冲),

1.超音频振动的搅扰问题

开关式稳压电源的作业频率多为20-100kHz,归于超音频规模。作为该电源的开关调整器材晶体管或场效应晶体管以相应的频率作业在导通与截止状况,振动波形近似于方波(还存在过冲),依据傅里叶剖析法能够进行分化,即得到直流重量、基波和高次谐波,基波的能量最大,其次是三次、五次、七次……等等。

2.无线电播送与电磁搅扰的联系

众所周知,无线电播送是使用调制的办法来传达信息的。音频信号对高频载被选用起伏调制(AM)和频率调制(FM)的办法,然后经过发射天线将调制波以电磁披的办法辐射出去,无线电接纳设备是经过接纳天线将它们接纳下来s再经选频、变频、扩大和解调,复原成为音频信号,最终经过低频功放,由扬声器放出声响。假如只要高频载波而无音频规模的调制信号,那么它的能量再大,无线电接纳设备也不会经过扬声器复原出任何声响信息的。由此能够想到,仅仅是超音频方披搅扰的存在(超音频振动的下限频率为15k!毡,已在人耳的可听规模之外),发生的高次谐波也不会成为咱们经过收音机昕到音频规模的搅扰信号,而实际上这种搅扰有时却是很严重的,或许在整个中波、短波规模都呈现激烈的噪声,那么搅扰来自哪里呢?开关式稳压电源存在着音频规模的搅扰信号,并且调制了超音频振动的各次谐波,以相似于无线电播送的办法搅扰收音机等设备,是搅扰的重要来历。

3.直接整流电容滤波电路的特色

选用直接对沟通电源进行整流滤波办法的高频开关式稳压电源,沟通输入电压为220V、50Hz,一般选用桥式整流电路,然后经电解电容器滤波,变成100Hz的锯齿形脉动直流电压,提供给该开关式稳压电源。

由图中能够看到,沟通供电电源的效果是每Wms向电解电容器充电一次,以弥补开关电路耗费的能量,从电压的波形上来看为锯齿形,可是从电流的波形上来看却是脉冲形的,它们都对错正弦周期量,包括有丰厚的谐波,并且绝大部分在音频规模(20-20000Hz),其间l00Hz的成分很或许是发生音频搅扰的重要来历。

相同,依据傅里叶剖析法,这个非正弦周期函数能够分化成为基波和高次谐波,其能量首要会集在基波邻近,高次谐波的能量很少。因为它的峰峰值较小(仅仅为几伏到几卡伏),假如能够经过某些电路元件(如LC网络等)以电磁波的办法发射出去,对收音机等元线电接纳设备的搅扰是比较小的。以中波波段(531-1611kHz)中的1000kHz频率为例,1∞Hz脉冲形电流中的1则kHz谐波才与之谐振,该频率上的能量简直为零,除非将收音机紧贴其放置,不然不或许呈现搅扰。可是实际上许多收音机在间隔该开关式稳压电源较远的方位依然能够呈现搅扰,原因是什么呢?能够经过下面的剖析得出定论。

用低频信号去调制高频载波的起伏,使高频载波的全体包络线与低频信号的改变规则相同,这便是调幅,相应的已调波便是调幅波。假如低频信号是单一频率的正弦波,高频载波也是单一频率的正弦波,两者经过调制效果得到调幅波,依据起伏调制原理,低频信号的起伏与高频载波信号的起伏比小于1:3的情况下,载波的包络线根本与低频信号相似。假如低频信号是多个频率,则调幅波的频谱即为载波和上下两个边频带。开关式稳压电源的低频脉冲起伏较小而高频开关脉冲的起伏较大,在开关式稳压电源内部这种调幅效果必然会发生,因而该电源所发生的电磁辐射便是调幅搅扰波,因为两者都包括丰厚的基波和谐波。交叉调制的成果使得搅扰遍及在超音频以上很宽的频率规模内,所以会在中、短波规模内昕到激烈的搅扰声响,并且这种搅扰简直遍及整个波段。

为了进一步验证前述问题的存在,用一台直流稳压电源替代沟通电源,直接向开关电源供电,测验的成果正如事前意料的相同,即因为不存在100Hz的充电脉冲,不管把收音机放在哪都昕不到由收音机宣布的噪声。

依据以上的实验能够得到如下的定论:开关电源关于元线电播送的搅扰首要来自于100Hz低频充电脉冲及其谐波调制高频方波构成杂乱的调幅波。因为高频开关方波的强度大,不易按捺,故不该一昧地加强高频滤波电容器的容量。

由此联想到荧光灯电子镇流器污染电磁环境的问题,关于荧光灯电子镇流器也做了相应的实验,尽管荧光灯能够被点亮,可是随之而来的问题是在该荧光灯下简直无法用收音机收昕播送,电台信号被淹没在噪声之中,又因为该电子镇流器的负载是暴露在空间且尺度较大的荧光灯,因而由它所辐射的搅扰电磁波强度很大,噪声很严重。

4.抗搅扰办法

综上所述,开关式稳压电源的电磁辐射搅扰首要来自低频100Hz充电脉冲及其谐波对超音频振动方波及其谐波的起伏调制,削弱的办法首要有以下几种:

(1)选用恰当容量的滤波电解电容器。首要应该从抗搅扰及性能价格比两个方面来考虑。

(2)在或许的情况下,选用恰当的办法,削减超音频振动方波波形的过冲和振动。这样做的意图首要是减小超音频振动的高次谐波能量,然后能够下降无线电搅扰的程度。

(3)选用比较完善的历滤波网络,削弱开关式稳压电源向沟通市电回输的搅扰。该滤波网络的办法有许多,能够依据详细的电源和负载来归纳考虑挑选电路办法。

(4)合理地规划印制电路板,选用大面积接地办法,一起加强屏蔽。这样能够有效地削减分布电容引起的电磁辐射强度,相同也能较好地进步该电源的牢靠程度。

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