开关电源中的电磁悸动揭秘与抚慰的艺术
导语:在现代电子技术和功率器件的发展下,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,这些高频开关操作也带来了一个问题——产生较强的电磁干扰。
随着现代电子技术的快速发展,电子设备越来越密集地分布在同一工作环境中,对周围环境的要求也变得更加严格。在此背景下,加强对当前国内电磁污染治理,并制定了一系列与国际标准相对应的国内标准。自2003年8月1日中国实施了3C认证以来,“电磁兼容热”逐渐成为研究领域的一个新热点。本文将系统地论述开关電源電磁干扰产生机理及其抑制技术。
开关電源電磁干扰抑制
为了改善開關電源的電磁兼容性能,我们需要从三方面入手,即减少或消除干扰源、降低传播途径上的耦合和辐射,以及提高受扰设备对干扰信号的抗性。
1.1 采用滤波器抑制
滤波是抑制電網中電子設備產生的強烈變化率所引起之間諧波與脈衝波的一種有效方法,它能有效地隔离非同步谐波并减少它们对主回路中的影响。无源滤波技术通过简单而经济的手段实现,但有时会因为过多限制设计灵活性而受到限制。而有源滤波技术则能够提供更精确和灵活的控制,但是它通常只适用于低压小功率应用场景。
1.2 屏蔽技術與接地技術
屏蔽是另外一种重要的手段,它可以阻止交流线圈产生的大规模变化,从而减少辐射到远处空间中去。此外,还有接地技术,它可以通过连接所有金属部件到大地上来进一步减少静态和动态噪声,同时保护个人安全。
1.3 PCB設計技術
印刷电路板(PCB)布局对于整个系统来说至关重要,因为它直接决定了信号之间以及信号与噪声之间是否能够良好隔离。因此,PCB设计应该尽可能避免共模路径,并且使用屏蔽层来进一步降低噪声水平。此外,正确的地面平铺也是必须考虑到的因素之一,以确保高频信号不会泄露到其他部分导致不必要的问题发生。
1.4 扩頻調製技術
扩频是一种利用调幅或调相方式将基band内的声音扩展到更宽带宽范围内,从而使得声音在某个特定的频率范围内出现的情况更加稀疏,从而达到降低总发射功率目的。但是在实际应用中,由于各次谐波之间存在互相关系,因此需综合考虑各种因素才能获得最佳效果。
1.5 一次整流环路加功率因数校正(PFC)
为了解决直流稳压电源输入端线路畸变现象,提高效率,同时保持质量,为用户提供更加优质服务,本文提出采用PFC网络进行调整,使得输出端线路能否按照预期运行,也就是说要保证整流过程中的峰值输入不超过额定值,以避免损坏整流桥或变压器。这一点对于那些需要长时间连续运转或者工作条件恶劣的地方尤为重要,如工业环境下的工控机等情况下,其稳定性的提升非常关键。