開關電源的(de)zao聲及其抑制方法
開關電源噪聲的(de)産生一般可(kě)分(fēn)爲以下(xià)兩類。
1.開關電源是把工頻(pín)交流整流爲直流後,再通(tōng)過開關電路變換爲高(gāo)頻(pín)交流,接著(zhe)整流爲穩定直流的(de)一種電源,這(zhè)樣就存在以下(xià)幾種噪聲:開關電源的(de)整流波形畸變産生的(de)高(gāo)檔次諧波噪聲;開關器件在大(dà)電流、高(gāo)電壓導通(tōng)與截止時(shí),其電流、電壓急劇變化(huà),形成的(de)寬頻(pín)帶電磁幹擾噪聲;整流二極管的(de)開通(tōng)及關斷過程中産生的(de)浪湧電流尖峰和(hé)高(gāo)頻(pín)振蕩噪聲;此外,還(hái)有輸出濾波器的(de)輸入端由于變壓器漏感、分(fēn)布電容及濾波電感電容的(de)存在而産生振蕩形成的(de)電磁幹擾噪聲等。
2.由于外界因素影(yǐng)響而産生的(de)幹擾
外界電磁場(chǎng)幹擾通(tōng)過輻射進入開關電源或通(tōng)過電源線輸入開關電源。這(zhè)種幹擾又可(kě)分(fēn)爲以下(xià)兩種。
(1)人(rén)爲幹擾源。随著(zhe)現代科學技術的(de)飛(fēi)速發展,電子、電力電子、電器設備開始廣泛應用(yòng),它們在運行中産生的(de)高(gāo)度密度、寬頻(pín)譜的(de)電磁信号充滿整個(gè)空間,形成複雜(zá)的(de)電磁環境。特别是瞬态電磁幹擾。其電壓幅度高(gāo)(幾百付至上千伏)、上升速度快(kuài)、持續時(shí)間短、随機性強。此外,雷達、導航、通(tōng)信等設備産生的(de)無線電噪聲,頻(pín)率範圍寬,幹擾強度較大(dà)。
(2)自然幹擾源。例如,雷電放電現象和(hé)宇宙的(de)太陽黑(hēi)子、宇宙射線等天電幹擾噪聲,前者的(de)持續時(shí)間短但能量長(cháng),後者的(de)頻(pín)率範圍很寬。
對(duì)于開關電源來(lái)說,其驅動電路、保護電路等容易受到電磁幹擾而發生誤動作。而開關電源本身就是較強的(de)EMI(Electro-MagneticInterference,電磁幹擾)噪聲源,在正常工作時(shí)間可(kě)能向外發射電磁幹擾,其産生的(de)EMI噪聲既有很寬的(de)頻(pín)率範圍,又有很高(gāo)強度。這(zhè)些電磁幹擾噪聲也(yě)同樣通(tōng)過輻射和(hé)傳導的(de)方式污染電磁環境,從而影(yǐng)響其他(tā)電子設備的(de)正常工作。
幹擾通(tōng)過空間電磁輻射傳播的(de)稱爲輻射噪聲,它随著(zhe)距離的(de)增加而減少。幹擾通(tōng)過設備的(de)各種連接線(如電源線、信号線、控制線、數據線、公共地線等)傳播的(de)稱爲傳導噪聲,必須采取有效措的(de)措施來(lái)抑制噪聲幹擾信号的(de)傳遞,阻止這(zhè)些噪聲進出開關電源。在抑制EMI輻射噪聲方面,電磁屏蔽是最好的(de)方法。而在抑制EMI傳導噪聲方面,采用(yòng)EMI濾波器是有效地手段。
采用(yòng)屏蔽技術可(kě)以有效地抑制輻射幹擾。例如,開關電源采用(yòng)金屬外殼屏蔽盒或屏蔽網闆,選用(yòng)導電良好的(de)銅闆或鋁闆制作(銅闆或鋁闆的(de)厚度一般爲0.5-1mm即可(kě))。爲了(le)散熱(rè),屏蔽盒壁闆上應開設通(tōng)風孔,且孔洞最好爲圓形。爲了(le)是屏蔽盒接縫處接觸良好,可(kě)在接縫處加入簧片。當頻(pín)率較高(gāo)時(shí),在縫隙處電磁場(chǎng)的(de)洩漏一般要比孔洞更爲嚴重,而且在縫隙處,磁場(chǎng)洩漏又大(dà)于電場(chǎng)洩漏。因此,當屏蔽盒與蓋闆用(yòng)螺釘連接時(shí),螺釘間距不要太大(dà),而且要擰緊,以減小縫隙。
開關電源直接接在市電電網上時(shí),電網與電源設備之間有著(zhe)雙向的(de)電磁幹擾影(yǐng)響:開關電源從電源進線引入電網噪聲,并經電源線将開關電源産生的(de)諧波和(hé)寄生振蕩的(de)能量等噪聲傳導出去。爲減少電源線的(de)傳導噪聲,在電源輸入應加電磁幹擾濾波。