电源论坛揭秘开关电源的电磁诱惑与和谐共生
导语:在现代电子技术的驱动下,开关电源以其体积小、重量轻、高性能、高可靠性等特点,被广泛应用于计算机及外围设备通信、自动控制、家用电器等领域。然而,随着电子设备数量的增加和工作环境复杂化,开关电源产生的电磁干扰问题日益凸显,对周边电子设备造成了严重影响。本文将探讨开关电源中电磁干扰产生机理,并分析抑制技术,以期为解决这一问题提供参考。
开关电源中的三大要素
干扰来源:包括变压器、整流桥和功率晶体管等。
传播途径:主要是通过交流线路对地进行传导,以及辐射到空气中形成辐射干扰。
受扰对象:包括其他电子设备及其内部元件。
电磁干扰抑制措施
2.1 采用滤波器抑制
无源滤波技术:通过安装无效负载或使用阻抗匹配法来减少发射效率,如图1所示。
有源滤波技术:利用晶体管放大作用并通过滤波回路去除高次谐波,如图2所示。
屏蔽与接地技术
3.1 屏蔽设计:
静态屏蔽(静力学屏蔽):防止静态场对系统的影响。
动态屏蔽(动力学屏蔽):防止交变场对系统的影响,如铁罩或铜网作为屏障。
PCB设计技巧
4.1 PCB布局:
减少通路面积,以降低辐射和串扰。
增加线间距离,以避免耦合现象。
扩频调制技术
5.1 原理:
将基频信号扩展至更宽范围,使得每个谐波分量能量分布较均匀,从而减少总能量在特定频带内集中,从而降低整个频谱上的能量水平。
PFC网络优化
使用功率因数校正(PFC)网络来提高输入功率因数,改善整流过程中的浪涌吸收能力,同时减少输入当前谐波含量。PFC可以采用无效负载或者有有效负载两种方式实现,其中有有效负载方法效果更好但更加复杂。