分享好友 电磁兼容首页 电磁兼容分类 切换频道

开关电源基于补偿原理的无源共模干扰抑制技术

2010-06-011920

3    实验及结果

    实验采用了一台5kW/50Hz艇用逆变器的单端反激辅助电源作为实验平台。交流调压器的输出经过LISN送入整流桥,整流后的直流输出作为反激电路的输入。多点测得开关管集电极对实验地(机壳)的寄生电容大约为80pF,鉴于实验室现有的电容元件,取用了一个100pF,耐压1kV的瓷片电容作为补偿电容。一接地铝板作为实验桌面,LISN及待测反激电源的外壳均良好接地。图6是补偿绕组电压和原方绕组电压波形。补偿绕组精确的反相重现了原方绕组的波形。图7是流过补偿电容的电流和开关管散热器对地寄生电流的波形。从图7可以看出,补偿电流和寄生电流波形相位相差180°,在一些波形尖刺方面也较好地吻合。但是,由于开关管的金属外壳为集电极且与散热器相通,散热器形状的不规则导致了开关管寄生电容测量的不确定性。由图7可见,补偿电流的幅值大于实际寄生电流,说明补偿电容的取值与寄生电容的逼近程度不够好,取值略偏大。图8给出了补偿电路加入前后,流入LISN接地线的共模电流波形比较。经过共模抑制电路的电流平衡后,共模电流的尖峰得到了很好的抑制,实验数据表明,最大的抑制量大约有14mA左右。

图6    补偿绕组电压和原方绕组电压波形

图7    补偿电容电流和对地寄生电流波形

图8    补偿前后流入LISN地的共模电流波形(电流卡钳系数:100mV/A)

    图9是用Agilent E4402B频谱分析仪测得的共模电流的频谱波形。可见100kHz到2MHz的频率范围内的CM噪声得到了较好的抑制。但是,在3MHz左右出现了一个幅值突起,之后的高频段也未见明显的衰减,这说明在高频条件下,电路的分布参数成了噪声耦合主要的影响因素,补偿电路带来的高频振荡也部分增加了共模EMI噪声的高频成份。但从滤波器设计的角度来看,这并不太多影响由于降低了低次谐波噪声而节省的设备开支。若是能较精确地调节补偿电容,使其尽可能接近寄生电容Cpara的值,那么抑制的效果会在此基础上有所改善。

图9    补偿前后流入LISN地的CM电流频谱比较

4    此技术的局限性

    图10中的(a),(b),(c),(d)给出了噪声抑制电路无法起到正常效用时的电压、电流的波形仿真情况。这里主要包含了两种情况:

    第一种情况是在输入电容的等效串联电感(ESL)上遇到的。电感在整个电路中充当了限制电流变化率di/dt的角色,很显然LISN中大电感量的串联电感限制了变换器电源作为电流源提供的能力。因此,这些脉动电流所需的能量必须靠输入电容来供给,但是输入电容自身的ESL也限制了它们作为电流源的能力。ESL愈大,则输入端电容提供给补偿变压器所需高频电流的能力愈受限制。当ESL为100nH时,补偿电路几乎失效。图10(a)中虽说补偿电压与寄生CM电压波形非常近似,但是图10(b)中却很明显看出流过补偿电容Ccomp的电流被限制了。

« 上一页 2/3 下一页 »
收藏 0
打赏 0
评论 0
详解开关电源电磁干扰产生原理及三种控制技术
电磁干扰的产生与传输电磁干扰传输有两种方式:一种是传导传输方式,另一种则是辐射传输方式。传导传输是在干扰源和敏感设备之间有完整的电路连接,干扰信号沿着连接电路传递到接收器而发生电磁干扰现象。辐射传输是

0评论2025-03-1073

电子产品中PCB的EMI控制技术
随着IC器件集成度的提高,设备的逐步小型化和器件的速度愈来愈高,电子产品中的EMI问题也更加严重。从系统设备EMC/EMI设计的观点来看,在设备的PCB设计阶段处理好EMC/EMI问题,是使系统设备达到电磁兼容标准最有效、成本最低的手段。本文介绍电子产品中电路PCB设计中的EMI控制技术。

0评论2025-01-05220

电路板布局布线及连接线耦合EMI辐射超标
电子产品产生电磁兼容问题都必须具备以下三个条件:骚扰源(干扰源)、耦合途径、敏感设备,我们称之为电磁兼容三要素,缺少任何一个都构不成电磁兼容问题。骚扰源:即是产生骚扰的电子电气设备或系统,说明骚扰从哪

0评论2021-11-23285

直流电机的EMI的分析与设计
在我们碰到的直流电机的电磁兼容问题上,通常是具有换向气的直流电机(转子励磁调速电机等类同)在电机运行的过程中会产生一定的电磁骚扰。由于在直流电动机或直流发电机在运行时,电枢绕组器件由某一支路进入另一支

0评论2021-11-23706

三个方面解决LED驱动电源的电磁干扰问题
熟悉电源电路设计的朋友们都知道,在LED电源的设计过程中,电磁干扰EMI是个不小的难题,那么如何能解决这个问题?本文将从这一角度来分享对电磁兼容性的处理,让电磁干扰不再是难题!电磁兼容(EMC)是在电学中研究意

0评论2021-03-23947

如何改善开关电源电路的EMI特性?
摘要:开关式电源设计发展趋势是小型化。开关电源小型化设计中,提高开关频率可有效提高电源的功率密度。但随着开关频率提升,电路电磁干扰(EMI)问题使电源工程师面临了更大的挑战。本文以反激式开关拓扑为例,从

3评论2021-01-28586