電磁兼容性問(wèn)題在高頻開(kāi)關(guān)電源設計中的研究

摘要：對開(kāi)關(guān)電源的組成及工作原理的描述，從開(kāi)關(guān)電源的組成部分;，分析了電磁干擾所產(chǎn)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(wèn)題。

開(kāi)關(guān)電源，比線(xiàn)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(yōu)點(diǎn)，已廣泛應用于電腦及周邊設備，通信，自動(dòng)化，家庭電器家電等領(lǐng)域。但缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)電源，可產(chǎn)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(gè)較寬的頻率范圍，有一定程度，將污染的通信設備和電子產(chǎn)品的電磁環(huán)境的破壞。如果處理不當，開(kāi)關(guān)電源本身將成為騷擾源。目前，電子產(chǎn)品，電磁兼容性（EMC）越來(lái)越多的關(guān)注，抑制開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾的供應，提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量符合EMC標準，電子產(chǎn)品的設計已成為一個(gè)日益受到關(guān)注。

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1.1 組成

開(kāi)關(guān)電源的組成框圖如圖1所示，它由以下幾個(gè)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(kāi)關(guān)穩壓電源原理

開(kāi)關(guān)穩壓電源電路如圖2所示。圖2中的開(kāi)關(guān)K以一定的時(shí)間間隔重復地接通和斷開(kāi)，在K接通時(shí)，輸入電源Vin通過(guò)K和濾波電路供電給負載RL，當K斷開(kāi)時(shí)，輸入電源Vin便中斷了能量的提供�？梢�(jiàn)，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(kāi)關(guān)穩壓電源必須要有一套儲能裝置，在開(kāi)關(guān)接通時(shí)將一部份能量?jì)Υ嫫饋?lái)，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，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A(yíng)B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(shí)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(zhù)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(chēng)為時(shí)間比率控制（Time Ratio Control,縮寫(xiě)為T(mén)RC）。按TRC原理，它有3種方式：

1）脈沖寬度調制（Pulse Width Modulation，縮寫(xiě)為PWM） 其開(kāi)關(guān)周期恒定，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變占空比的方式；

2）脈沖頻率調制（Pulse Frequency Modulation，縮寫(xiě)為PFM） 導通脈沖寬度恒定，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)工作頻率來(lái)改變占空比的方式；

3）混合調制 導通脈沖寬度和開(kāi)關(guān)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。