同一組合內(nèi)模塊電源和線性電源的電磁兼容性的主要措施介紹

摘要：介紹某雷達(dá)用低壓電源的研制，著重介紹同一組合內(nèi)模塊電源和線性電源的電磁兼容性。此組合電源研制成功后，經(jīng)使用表明，設(shè)計(jì)是可行的。

關(guān)鍵詞：模塊電源線性電源電磁兼容

Electromagnetic Compatibility of Modular and Linear Power Supply

in Same Assembly

Abstract: This paper introduces preparation of low voltage power supply for use in a certain radar,emphatically introduces electromagnetic compatibility of modular and linear Power Supply in same assembly. After the assembly power supply is developped,it′ s practical result testifies this design being feasible.

Keywords:Modular power supply,Linear power supply,Electromagnetic compatibility

中圖法分類(lèi)號(hào)：TN97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：02192713(2000)0838002

1引言

線性穩(wěn)壓電源具有紋波小、干擾小等優(yōu)點(diǎn)，然而存在體積大、效率低、散熱難等缺點(diǎn)。開(kāi)關(guān)電源頻率高，因而體積和重量大大減小。但是瞬態(tài)響應(yīng)較差、干擾大，因此開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用受到一定限制。如果將兩者結(jié)合起來(lái)，取其各自?xún)?yōu)點(diǎn)就可以滿足特定的任務(wù)要求（即多路輸出、體積小、指標(biāo)高），但電磁兼容問(wèn)題需要考慮。

2模塊電源和線性電源在同一組合內(nèi)電磁兼容的考慮

　　某雷達(dá)要求在一個(gè)較小的組合內(nèi)提供7路電源，具體電氣指標(biāo)如下：

輸入：?jiǎn)蜗?00Hz，200V±5％；

輸出：7路直流輸出，如表1所示。

表1 7路電源的直流輸出

　　前6路穩(wěn)定度指標(biāo)要求高，要用線性電源。串聯(lián)線性電源調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)，利用負(fù)反饋原理，通過(guò)改變調(diào)整管集電極、發(fā)射極間電壓來(lái)完成穩(wěn)壓。與分立器件穩(wěn)壓器相比，集成穩(wěn)壓器具有體積小、成本低、使用方便、性能指標(biāo)高等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)負(fù)載電流不同，選用性能優(yōu)異的集成三端穩(wěn)壓器LM150、LM117，電路見(jiàn)圖1，輸出電壓：

圖1串聯(lián)線性電源原理圖

UO=1.25×[(R2＋RP)/R1＋1]

設(shè)計(jì)時(shí)注意以下幾點(diǎn)：

（1）電阻R1直接焊接在集成穩(wěn)壓器的輸出管腳和調(diào)整管腳上，否則，將影響集成穩(wěn)壓器的負(fù)載調(diào)整率；

（2）電阻R1和R2選擇高穩(wěn)定性的同種材料電阻，RP也要用高穩(wěn)定性的電位器，以保證輸出電壓的穩(wěn)定度；

（3）電容C1容量滿足C1>2000×I0（μF），I0為負(fù)載電流。

5V/30A是用VICOR公司生產(chǎn)的模塊電源實(shí)現(xiàn)

的，電路見(jiàn)圖2。交流輸入經(jīng)整流模塊整流為未穩(wěn)直流電壓，經(jīng)直流/直流變換器變成所需的直流輸出。VICOR模塊電源具有體積小，其VI－200系列尺寸為11.68cm×6.1cm×1.27cm；效率高，超過(guò)80％；功率密度高達(dá)50瓦/立方英寸等優(yōu)點(diǎn)。

VICOR模塊電源的核心是零電流開(kāi)關(guān)技術(shù)，其框圖及工作波形見(jiàn)圖3。

PWM開(kāi)關(guān)電源，工作頻率固定，通過(guò)改變脈寬來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，而VICOR模塊電源脈寬固定，改變開(kāi)關(guān)頻率以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。PWM方式中，開(kāi)關(guān)管工作電壓、電流波形為方波，開(kāi)、關(guān)時(shí)工作電流較大，而VICOR模塊電源，當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流為半波整流正弦波，功率開(kāi)關(guān)管在打開(kāi)或關(guān)斷時(shí)的電流為零，大大地降低了開(kāi)關(guān)損耗，這就是VICOR所謂的“零電流”開(kāi)關(guān)技術(shù)。VICOR模塊電源的諸多優(yōu)點(diǎn)，就是得益于這一技術(shù)。

任何電源都會(huì)產(chǎn)生噪聲或干擾，尤其是開(kāi)關(guān)電源，功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，存在較高的dv/dt和di/dt，容易形成干擾，VICOR模塊電源工作頻率隨負(fù)載不同從幾十千赫到幾兆赫變動(dòng)，干擾的頻帶寬。而接收機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換都是雷達(dá)中對(duì)噪聲要求較高的單元，處理不好，會(huì)帶來(lái)諸多不良影響，那么如何降低電源噪聲，減小開(kāi)關(guān)電源和線性電源的互相影響？

對(duì)于開(kāi)關(guān)電源，隨著每單位體積輸出功率的增加，靜電場(chǎng)dv/dt和電磁場(chǎng)di/dt強(qiáng)度也隨之增加，干擾也就增大。VICOR電源模塊采用“零電流”技術(shù)，di/dt小，主要是dv/dt靜電場(chǎng)，屬近場(chǎng)，強(qiáng)度隨距離平方而減小。對(duì)此靜電場(chǎng)屏蔽是很有效的，在模塊上加了一個(gè)屏蔽罩，在與模塊相對(duì)的印制板上設(shè)有大面積接地平面，同時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，在開(kāi)關(guān)電源和線性電源之間加以金屬板隔離，以減小干擾。