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開關(guān)電源為什么會產(chǎn)生傳導發(fā)射

作者: 時間:2024-12-30 來源:硬件筆記本 收藏

相較于傳統(tǒng)的線性電源,具有工作效率高,體積小的優(yōu)點,因此獲得了廣泛的應用。但是由于其內(nèi)部開關(guān)管不停的通斷,產(chǎn)生了大的du/dt,因此是產(chǎn)生傳導發(fā)射的一個主要噪聲源,并且由于與電源線直接連接,其產(chǎn)生測噪聲非常容易直接傳導耦合到電源線上造成的電源線傳導發(fā)射超標。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/202412/465905.htm

下圖為的原理圖:


圖 開關(guān)電源原理圖


接下來我們逐個分析開關(guān)電源引起傳導發(fā)射的機理。

開關(guān)電源的AC轉(zhuǎn)DC部分是引起CE101(25Hz-10kHz)諧波發(fā)射的主要原因,我們在分析該部分時,將后面的部分等效為一個負載,因為后面部分電路主要影響CE102(10kHz-10MHz),對我們分析CE101諧波發(fā)射沒有影響。開關(guān)電源的開關(guān)頻率一般為幾十kHz到幾百kHz,由于開關(guān)管的開關(guān)頻率一般大于10kHz,因此開關(guān)管開關(guān)給電路帶來的傳導騷擾主要落在的CE102的頻段,對CE101低頻諧波發(fā)射沒有影響。

接下來我們分析開關(guān)電源CE101傳導發(fā)射發(fā)生是如何產(chǎn)生的。CE101是由整流和濾波電路產(chǎn)生。


圖 整流和濾波電路


圖 整流和濾波電路波形

從上圖可以看出,當整流后的電壓高于電容兩端電壓時候,這個時候電容表現(xiàn)為低阻抗,電容充電,有充電電流,電容充到最大電壓后,這個時候整流的電壓降低,電容電壓高于整流電壓,這個時候電容表現(xiàn)為高阻抗,電容為后面的負載提供電流,但是不從電源線上吸取電流。因此,因為電容有充放電效應,電源線上電流是周期性的,電容這種周期性的充電產(chǎn)生的電流給電路帶來了擾動。比如電源頻率為50Hz,那么電容充電產(chǎn)生的電源線上電流也是50Hz周期尖峰電流,這樣的電流會有高次諧波產(chǎn)生,從而給電路帶來差模傳導騷擾。由于電流基頻是50Hz,即使10次諧波也只有500Hz,因此主要帶來CE101(25Hz-10kHz)諧波發(fā)射問題。到CE102頻段,這種諧波電流的頻譜已經(jīng)衰減沒了,因此不會帶來CE102的問題。


接下來我們分析開關(guān)電源CE102發(fā)生是如何產(chǎn)生的。

CE102產(chǎn)生的源頭是開關(guān)管的頻繁開關(guān)在電路中產(chǎn)生了大的du/dt和di/dt,由于開關(guān)管的頻率一般為幾十kHz到幾百kHz,因此給電路帶來的擾動,主要集中在CE102(10kHz-10MHz)頻段,給電路帶來差模和共模傳導發(fā)射。

下面給出開關(guān)電源的差模路徑


圖 開關(guān)電源差模傳導


圖 開關(guān)電源差模傳導等效電路




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