開關(guān)電源引起電磁兼容性的原因

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　    開關(guān)電源引起電磁兼容性的原因
       24V 開關(guān)電源 工作在高電壓大電流的開關(guān)工作狀態(tài)下，其引起電磁兼容性問題的原因是相當復(fù)雜的。從整機的電磁兼容性講，主要有共阻抗耦合、線間耦合、電場耦合、磁場耦合電磁波耦合幾種。電磁兼容產(chǎn)生的三個要素為：搔擾源、傳播途徑及受搔擾體。共阻耦合主要是搔擾源與受搔擾體在電氣上存在的共同的阻抗，通過該阻抗使搔擾信號進入受搔擾對象。線間耦合主要是產(chǎn)生搔擾電壓及搔擾電流的導(dǎo)線或PCB線，因并行布線而產(chǎn)生的相互耦合。
　　電場耦合主要是由于電位差的存在，產(chǎn)生的感應(yīng)電場對受搔擾體產(chǎn)生的耦合。磁場耦合主要是大電流的脈沖電源線附近，產(chǎn)生的低頻磁場對搔擾對象產(chǎn)生的耦合。而電磁場耦合，主要是由于脈動的電壓或電流產(chǎn)生的高頻電磁波，通過空間向外輻射，對相應(yīng)的受搔擾體產(chǎn)生的耦合。實際上，每一種耦合方式是不能嚴格區(qū)分的，只是側(cè)重點不同而已。
　　在24V開關(guān)電源中，主功率開關(guān)管在很高的電壓下，以高頻開關(guān)方式工作，開關(guān)電壓及開關(guān)電流的接近方波，從頻譜分析知，方波信號含有豐富的高次諧波，該高次諧波的頻譜可達方波頻率的1000次以上。同時，由于電源變壓器的漏電感及分布電容，以及主功率開關(guān)器件的工作狀態(tài)非理想，在高頻開或關(guān)時，常常產(chǎn)生高頻高壓的尖峰諧波振蕩，該諧波振蕩產(chǎn)生的高次諧波，通過開關(guān)管與散熱器間的分布電容傳入內(nèi)部電路或通過散熱器及變壓器向空間輻射。
　　用于整流及續(xù)流二級管，也是產(chǎn)生高頻搔擾的一個重要原因。因整流及續(xù)流二極管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，由于二極管的引線寄生電感、結(jié)電容的存在以及反向恢復(fù)電流的影響，使之工作在很高的電壓及電流變化率下，且產(chǎn)生高頻振蕩。因整流及續(xù)流二極管一般離電源輸出線較近，其產(chǎn)生的高頻搔擾*容易通過直流輸出線傳出。
　　為了提高24V開關(guān)電源功率因數(shù)，均采用了有源功率因數(shù)效正電路。同時，為了提高電路的效率及可靠性，減小功率器件的電應(yīng)力，大量的采用了軟開關(guān)技術(shù)。其中零電壓、零電流或零電流開關(guān)技術(shù)應(yīng)用*為廣泛。該技術(shù)極大的降低了開關(guān)器件所產(chǎn)生的電磁搔擾。但是，軟開關(guān)無損吸收電路，多數(shù)利用L、C進行能量轉(zhuǎn)移，利用二極管的單向?qū)щ娦阅軐崿F(xiàn)能量的單向轉(zhuǎn)換，因而，該諧振電路中的二極管成為電磁搔擾的一大搔擾源。
　　24V開關(guān)電源中，一般利用儲能電感及電容器，組成L、C濾波電路，實現(xiàn)對差模及共模搔擾信號的濾波，以及交流方波信號轉(zhuǎn)換為平滑的直流信號。由于電感線圈的分布電容，導(dǎo)致了電感線圈的自諧振頻率降低，從而使大量的高頻搔擾信號穿過電感線圈，沿交流電源線或直流輸出線向外傳播。濾波電容器，隨著搔擾信號頻率的上升，由于引線電感的作用，導(dǎo)致電容量及濾波效果不斷的下降，直至諧振頻率以上時，完全失去電容器的作用而變?yōu)楦行浴２徽_的使用濾波電容及引線過長，也是產(chǎn)生電磁搔擾的一個原因。
　　由于24V 開關(guān)電源 功率密度高、智能化程度高，帶MCU微處理器，因而，從高至近千伏的電壓信號，到低至幾伏的電壓信號；從高頻的數(shù)字信號，至低頻的模擬信號，電源內(nèi)部的場分布相當復(fù)雜。PCB布線不合理、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、電源線輸入濾波不合理、輸入輸出電源線布線不合理及CPU、檢測電路的設(shè)計不合理，均會導(dǎo)致系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定或如靜電放電、電快速瞬變脈沖群、雷擊、浪涌及傳導(dǎo)搔擾、輻射搔擾及輻射電磁場抗擾性能力的降低。