第一篇：高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)方案

高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)方案 客戶需求

技術(shù)參數(shù)30929003.pdf 技術(shù)方案 2.1 概述

現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用情況：12臺(tái)15V/12000A的電源配1臺(tái)90V/2000A的電源，每6臺(tái)15V/12000A 的電源配一臺(tái)6kV/380V/1MW的變壓器，其中90V/2000A電源由于只是用于去除氧化膜，并不需要長(zhǎng)時(shí)間工作。

電源關(guān)注核心指標(biāo)是可靠性和系統(tǒng)效率。

電源可以考慮采用3種主回路方式，每種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。

2.2主回路原理圖方案1 2.2.1方案1 總體思想為輸入36脈波移相變壓器，6組功率模塊并聯(lián)的方式，具體電路如下： 15V/12000A開(kāi)關(guān)電源最大輸出功率180kW，90V/2000A開(kāi)關(guān)電源最大輸出功率180kW，功率等級(jí)一樣，考慮采用同樣的主回路原理，如下：

整流器整流器36脈移相變壓器整流器整流器整流器整流器功率模塊1輸出15V/12000A或90V/2000A功率模塊2輸入380V/50Hz功率模塊3功率模塊4功率模塊5功率模塊6功率模塊原理如下：

高頻變壓器及整流

輸入端配置36脈波移相變壓器，可有效擬制輸入電流諧波，基本能滿足3%的要求； 每臺(tái)開(kāi)關(guān)電源采用6個(gè)功率模塊并聯(lián)的方式，如1個(gè)模塊出現(xiàn)異常，其他模塊還能繼續(xù)降額工作，提高了工作可靠性；模塊之間的均流精度可達(dá)5%以內(nèi)，因此15V/12000A的開(kāi)關(guān)電源每個(gè)模塊的等級(jí)設(shè)計(jì)為15V/2200A，90V/2000A的開(kāi)關(guān)電源每個(gè)模塊的等級(jí)設(shè)計(jì)為90V/360A。

逆變采用移相全橋軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，效率高，比普通硬開(kāi)關(guān)技術(shù)效率平均多2%左右； 二次整流采用同步整流技術(shù)，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采用一般二極管整流的方式，一般同步整流比普通二極管整流效率高出5%～6%。

輸出加LC濾波，如不加LC濾波，輸出導(dǎo)電排由于高頻肌膚效應(yīng)的緣故，導(dǎo)電排發(fā)熱嚴(yán)重。

90V/2000A電源由于只是用于去除氧化膜，并不需要長(zhǎng)時(shí)間工作，從降低成本角度考慮，可以不加36脈波移相變壓器，輸出也不需要LC濾波，直流輸出高頻方波電壓。2.2.2方案2 總體思想為輸入PWM整流器，4組功率模塊并聯(lián)的方式，具體電路如下：

6脈波整流器功率模塊1輸出15V/12000A或90V/2000A輸入380V/50Hz功率模塊2PWM整流器功率模塊3功率模塊4

輸入端配置PWM整流器，可有效擬制輸入電流諧波，基本能滿足3%的要求；PWM整流器再備份一組6脈波整流器，只是在PWM整流器出故障時(shí)投入運(yùn)行；

每臺(tái)開(kāi)關(guān)電源采用4個(gè)功率模塊并聯(lián)的方式，如1個(gè)模塊出現(xiàn)異常，其他模塊還能繼續(xù)降額工作，提高了工作可靠性；模塊之間的均流精度可達(dá)5%以內(nèi)，因此15V/12000A的開(kāi)關(guān)電源每個(gè)模塊的等級(jí)設(shè)計(jì)為15V/3000A，90V/2000A的開(kāi)關(guān)電源每個(gè)模塊的等級(jí)設(shè)計(jì)為90V/500A。

逆變采用移相全橋軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，效率高，比普通硬開(kāi)關(guān)技術(shù)效率平均多2%左右； 二次整流采用同步整流技術(shù)，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采用一般二極管整流的方式，一般同步整流比普通二極管整流效率高出5%～6%。

輸出加LC濾波，如不加LC濾波，輸出導(dǎo)電排由于高頻肌膚效應(yīng)的緣故，導(dǎo)電排發(fā)熱嚴(yán)重。

90V/2000A電源由于只是用于去除氧化膜，并不需要長(zhǎng)時(shí)間工作，從降低成本角度考慮，可以不加PWM，輸出也不需要LC濾波，直流輸出高頻方波電壓。

2.2.3方案3 總體思想為綜合6kV高壓配電，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，利用6kV高壓變壓器直接做成36脈波移相變壓器，具體電路如下：

開(kāi)關(guān)電源1輸出15V/12000A或90V/2000A輸入6kV/50Hz36脈波移相變壓器開(kāi)關(guān)電源6輸出15V/12000A或90V/2000A

輸出15V/12000A或90V/2000A功率模塊1380V/50Hz功率模塊26脈波整流器功率模塊3功率模塊4

6kV變壓器直接設(shè)計(jì)為36脈波移相變壓器，高壓側(cè)幾乎沒(méi)有諧波，每一組輸出接入一臺(tái)開(kāi)關(guān)電源。開(kāi)關(guān)電源就采用普通6脈波整流；

每臺(tái)開(kāi)關(guān)電源采用4個(gè)功率模塊并聯(lián)的方式，如1個(gè)模塊出現(xiàn)異常，其他模塊還能繼續(xù)降額工作，提高了工作可靠性；模塊之間的均流精度可達(dá)5%以內(nèi)，因此15V/12000A的開(kāi)關(guān)電源每個(gè)模塊的等級(jí)設(shè)計(jì)為15V/3000A，90V/2000A的開(kāi)關(guān)電源每個(gè)模塊的等級(jí)設(shè)計(jì)為90V/500A。

逆變采用移相全橋軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，效率高，比普通硬開(kāi)關(guān)技術(shù)效率平均多2%左右； 二次整流采用同步整流技術(shù)，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采用一般二極管整流的方式，一般同步整流比普通二極管整流效率高出5%～6%。

輸出加LC濾波，如不加LC濾波，輸出導(dǎo)電排由于高頻肌膚效應(yīng)的緣故，導(dǎo)電排發(fā)熱嚴(yán)重。

90V/2000A電源由于只是用于去除氧化膜，并不需要長(zhǎng)時(shí)間工作，從降低成本角度考慮，可以不加PWM，輸出也不需要LC濾波，直流輸出高頻方波電壓。

2.2.4方案比較

從系統(tǒng)可靠性、系統(tǒng)效率這兩個(gè)主要關(guān)心的方面進(jìn)行比較。

本方案的逆變、二次整流、輸出濾波采用的最先進(jìn)的技術(shù)，在前面的方案敘述中已經(jīng)提出，逆變采用全軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，比硬開(kāi)關(guān)的效率高出2%左右；二次整流采用同步整流技術(shù)，比普通二極管的效率高出5%～6%左右；輸出經(jīng)過(guò)LC后為平滑的直流，不會(huì)引起后級(jí)導(dǎo)電排高頻發(fā)熱；電源內(nèi)部輸出的直流匯流排全部采用銅排，比采用鋁排的效率高出1%左右；

方案選擇主要針對(duì)輸入采用哪一種方式更合理進(jìn)行比較分析?？煽啃苑治觯?/p>

36脈波移相變壓器的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出PWM整流器，而且方案1采用6個(gè)模塊并聯(lián)，及時(shí)2個(gè)模塊出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)使用，方案1的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出方案2的可靠性；

方案3把高壓變壓器引入，作為電源設(shè)計(jì)的一部分，相當(dāng)于減少了一個(gè)變壓器的可靠性影響，因此方案3比方案1的可靠性更高。

系統(tǒng)效率分析：

方案1中變壓器損耗約為1.5%，整流器約為0.5%，前級(jí)總和約為2%；方案2中PWM整流器的損耗約為3%；方案1比方案2的效率略微高出一些；

方案3中比方案1只有一級(jí)變壓器的損耗，效率自然多出1.5%左右。綜合比較：方案排序?yàn)榉桨?/p>

3、方案

1、方案2。

2.2控制系統(tǒng)

功率模塊1模擬控制板Ig+-If1Io1IoUoK13875驅(qū)動(dòng)電路IGBTK2集中控制板GV+-UfIfPI功率模塊6K5K6Ig+-If1K13875驅(qū)動(dòng)電路IGBTIo1模擬控制板K

2控制方式：

雙環(huán)控制：電壓或電流外環(huán)，PI環(huán)； 每模塊電流內(nèi)環(huán)，比例環(huán) 2.3監(jiān)控單元

采用8寸觸摸屏；

功能：本地、遠(yuǎn)程操作切換；電源設(shè)置、啟停操作；顯示輸出等參數(shù)，電源故障信息等；RS485上位機(jī)通訊等。2.4結(jié)構(gòu)外形

見(jiàn)附件。

第二篇：高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)教學(xué)要點(diǎn)

《高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)》教學(xué)要點(diǎn)

一、課堂講授

1、電力電子器件

電力半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)；電力MOSFET與IGBT器件簡(jiǎn)介。

2、DC/DC變換

Buck，Boost，Buck/Boost，Cuk，Sepic，Zeta，forword，flyback，F(xiàn)ull-bridge原理介紹。開(kāi)關(guān)的旋轉(zhuǎn)與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的關(guān)系。

3、軟開(kāi)關(guān)變換電路

ZVS-QRC，ZCS-QRC，ZVS-PWM，ZCS-PWM，ZVT，ZCT，F(xiàn)ull-bridge，Phase-shift原理介紹。RDCLI。

4、基于3842的反激式變換電路設(shè)計(jì)，基于TOPSWITCH的電源電路設(shè)計(jì)，基于3852的單相功率因數(shù)校正電路的設(shè)計(jì)，基于3875的移相式全橋電路的設(shè)計(jì)。

5、電源電路的計(jì)算機(jī)仿真。

二、實(shí)驗(yàn) 1、3842單端反激電路實(shí)驗(yàn) 2、3875仿真實(shí)驗(yàn)

三、學(xué)時(shí)數(shù)

每次3學(xué)時(shí)，10次，總共30學(xué)時(shí)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）信電系 2006-7-17

第三篇：開(kāi)關(guān)電源電磁干擾抑制技術(shù)

開(kāi)關(guān)電源電磁干擾抑制技術(shù)

0 引言

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和功率器件的發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源以其體積小，重量輕，高性能，高可靠性等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備通信、自動(dòng)控制、家用電器等領(lǐng)域，為人們的生產(chǎn)生活和社會(huì)的建設(shè)提供了很大幫助。但是，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，處于同一工作環(huán)境的各種電子、電氣設(shè)備的距離越來(lái)越近，電子電路工作的外部環(huán)境進(jìn)一步惡化。由于開(kāi)關(guān)電源工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很高的電流、電壓變化率，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾。電磁干擾信號(hào)不僅對(duì)電網(wǎng)造成污染，還直接影響到其他用電設(shè)備甚至電源本身的正常工作，而且作為輻射干擾闖入空間，造成電磁污染，制約著人們的生產(chǎn)和生活。國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)80一90年代，為了加強(qiáng)對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)電磁污染的治理，制定了一些與CISPR標(biāo)準(zhǔn)、IEC801等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。自從2003年8月1日中國(guó)強(qiáng)制實(shí)施3C認(rèn)證(china compulsory certification)工作以來(lái)，掀起了“電磁兼容熱”，近距離的電磁干擾研究與控制愈來(lái)愈引起電子研究人員們的關(guān)注，當(dāng)前已成為當(dāng)前研究領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)。本文將針對(duì)開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的產(chǎn)生機(jī)理系統(tǒng)地論述相關(guān)的抑制技術(shù)。

l 開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的抑制 形成電磁干擾的三要素是干擾源、傳播途徑和受擾設(shè)備。因而，抑制電磁干擾應(yīng)從這三方面人手。抑制干擾源、消除干擾源和受擾設(shè)備之間的耦合和輻射、提高受擾設(shè)備的抗擾能力，從而改善開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性能的目的。1．1 采用濾波器抑制電磁干擾 濾波是抑制電磁干擾的重要方法，它能有效地抑制電網(wǎng)中的電磁干擾進(jìn)入設(shè)備，還可以抑制設(shè)備內(nèi)的電磁干擾進(jìn)入電網(wǎng)。在開(kāi)關(guān)電源輸入和輸出電路中安裝開(kāi)關(guān)電源濾波器，不但可以解決傳導(dǎo)干擾問(wèn)題，同時(shí)也是解決輻射干擾的重要武器。濾波抑制技術(shù)分為無(wú)源濾波和有源濾波2種方式。

1．1．1 無(wú)源濾波技術(shù) 無(wú)源濾波電路簡(jiǎn)單，成本低廉，工作性能可靠，是抑制電磁干擾的有效方式。無(wú)源濾波器由電感、電容、電阻元件組成，其直接作用是解決傳導(dǎo)發(fā)射。開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用的無(wú)源濾波器的原理結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

由于原電源電路中濾波電容容量大，整流電路中會(huì)產(chǎn)生脈沖尖峰電流，這個(gè)電流由非常多的高次諧波電流組成，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生干擾；另外電路中開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通或截止、變壓器的初級(jí)線圈都會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)電流。由于電流變化率很高，對(duì)周圍電路會(huì)產(chǎn)生出不同頻率的感應(yīng)電流，其中包括差模和共模干擾信號(hào)，這些干擾信號(hào)可以通過(guò)2根電源線傳導(dǎo)到電網(wǎng)其他線路和干擾其他的電子設(shè)備。圖中差模濾波部分可以減少開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的差模干擾信號(hào)，又能大大衰減設(shè)備本身工作時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾信號(hào)傳向電網(wǎng)。又根據(jù)電磁感應(yīng)定律，得E=Ldi／dt，其中：E為L(zhǎng)兩端的電壓降；L為電感量；di／dt為電流變化率。顯然要求電流變化率越小，則要求電感量就越大。脈沖電流回路通過(guò)電磁感應(yīng)其他電路與大地或機(jī)殼組成的回路產(chǎn)生的干擾信號(hào)為共模信號(hào)；開(kāi)關(guān)電源電路中開(kāi)關(guān)管的集電極與其他電路之間產(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)，電路會(huì)產(chǎn)生位移電流，而這個(gè)位移電流也屬于共模干擾信號(hào)。圖1中共模濾波器就是用來(lái)抑制共模干擾，使之受到衰減。1．1．2 有源濾波技術(shù)

有源濾波技術(shù)是抑制共模干擾的一種有效方法。該方法從噪聲源出發(fā)而采取的措施(如圖2所示)，其基本思想是設(shè)法從主回路中取出一個(gè)與電磁干擾信號(hào)大小相等、相位相反的補(bǔ)償信號(hào)去平衡原來(lái)的干擾信號(hào)，以達(dá)到降低干擾水平的目的。如圖2所示，利用晶體管的電流放大作用，通過(guò)把發(fā)射極的電流折合到基極，在基極回路來(lái)濾波。R1，C2組成的濾波器使基極紋波很小，這樣射極的紋波也很小。由于C2的容量小于C3，減小了電容的體積。這種方式僅適合低壓小功率電源的情況。另外，在設(shè)計(jì)和選用濾波器時(shí)應(yīng)注意頻率特性、耐壓性能、額定電流、阻抗特性、屏蔽和可靠性。濾波器的安裝位置要恰當(dāng)，安裝方法要正確，才能對(duì)干擾起到預(yù)期的濾波作用。1．2 屏蔽技術(shù)和接地技術(shù) 采用屏蔽技術(shù)可以有效地抑制開(kāi)關(guān)電源的電磁輻射干擾。屏蔽一般分為2種：一種是靜電屏蔽，主要用于防止靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的影響；另一種是電磁屏蔽，主要用于防止交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及交變電磁場(chǎng)的影響。屏蔽技術(shù)分為對(duì)發(fā)出電磁波部位的屏蔽和受電磁波影響的元器件的屏蔽。在開(kāi)關(guān)電源中，可發(fā)出電磁波的元器件是指變壓器、電感器、功率器件等，通常在其周圍采用銅板或鐵板作為屏蔽，以使電磁波產(chǎn)生衰減。此外，為了抑制開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的輻射向外部發(fā)散，為了減少電磁干擾對(duì)其他電子設(shè)備的影響，應(yīng)采取整體屏蔽?？赏耆凑諏?duì)磁場(chǎng)屏蔽的方法來(lái)加工屏蔽罩，然后將整個(gè)屏蔽罩與系統(tǒng)的機(jī)殼和地連接為一體，就能對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行有效的屏蔽。然而在使用整體屏蔽時(shí)應(yīng)充分考慮屏蔽材料的接縫、電線的輸入／輸出端子和電線的引出口等處的電磁泄露，且不易散熱，結(jié)構(gòu)成本大幅度增加等因素。為使電磁屏蔽能同時(shí)發(fā)揮靜電屏蔽的作用，加強(qiáng)屏蔽效果，同時(shí)保障人身和設(shè)備的安全，應(yīng)將系統(tǒng)與大地相連，即為接地技術(shù)。接地是指在系統(tǒng)的某個(gè)選定點(diǎn)與某個(gè)接地面之間建立導(dǎo)電的通路設(shè)計(jì)。這一過(guò)程是至關(guān)重要的，將接地和屏蔽正確結(jié)合起來(lái)可以更好地解決電磁干擾問(wèn)題，又可提高電子產(chǎn)品的抗干擾能力。1．3 PCB設(shè)計(jì)技術(shù) 為更好地抑制開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾，其印制電路板(PCB)的抗干擾技術(shù)尤為重要。為減少PCB的電磁輻射和PCB上電路間的串?dāng)_，要非常注意PCB布局、布線和接地。如減少輻射干擾是減小通路面積，減小干擾源和敏感電路的環(huán)路面積，采用靜電屏蔽。而抑制電場(chǎng)與磁場(chǎng)的耦合，應(yīng)盡量增大線間距離。在開(kāi)關(guān)電源中接地是抑制干擾的重要方法。接地有安全接地、工作接地和屏蔽接地等3種基本類型。地線設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：交流電源地與直流電源地分開(kāi)；功率地與弱電地分開(kāi)；模擬電路與數(shù)字電路的電源地分開(kāi)；盡量加粗地線。1．4 擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù) 對(duì)于一個(gè)周期信號(hào)尤其是方波來(lái)說(shuō)，其能量主要分布在基頻信號(hào)和諧波分量中，諧波能量隨頻率的增加呈級(jí)數(shù)降低。由于n次諧波的帶寬是基頻帶寬的n倍，通過(guò)擴(kuò)頻技術(shù)將諧波能量分布在一個(gè)更寬的頻率范圍上。由于基頻和各次諧波能量減少，其發(fā)射強(qiáng)度也應(yīng)該相應(yīng)降低。要在開(kāi)關(guān)電源中采用擴(kuò)頻時(shí)鐘信號(hào)，需要對(duì)該電源開(kāi)關(guān)脈沖控制電路輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，形成擴(kuò)頻時(shí)鐘(如圖3所示)。與傳統(tǒng)的方法相比，采用擴(kuò)頻技術(shù)優(yōu)化開(kāi)關(guān)電源EMI既高效又可靠，無(wú)需增加體積龐大的濾波器件和繁瑣的屏蔽處理，也不會(huì)對(duì)電源的效率帶來(lái)任何負(fù)面影響。

1．5 一次整流電路中加功率因數(shù)校正(PFC)網(wǎng)絡(luò) 對(duì)于直流穩(wěn)壓電源，電網(wǎng)電壓通過(guò)變壓器降壓后直接通過(guò)整流電路進(jìn)行整流，所以整流過(guò)程中產(chǎn)生的諧波分量作為干擾直接影響交流電網(wǎng)的波形，使波形畸變，功率因數(shù)偏低。為了解決輸入電流波形畸變和降低電流諧波含量，將功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源中是非常必要的。PFC技術(shù)使得電流波形跟隨電壓波形，將電流波形校正成近似的正弦波，從而降低了電流諧波含量，改善了橋式整流電容濾波電路的輸入特性，提高了開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)。其中無(wú)源功率因數(shù)校正電路是利用電感和電容等元件組成濾波器，將輸入電流波形進(jìn)行移相和整形過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)提高功率因數(shù)的。而有源功率因數(shù)校正電路是依據(jù)控制電路強(qiáng)迫輸入交流電流波形跟蹤輸入交流電壓波形的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)交流輸入電流正弦化，并與交流輸入電壓同步。兩種方法均使功率因數(shù)提高，后者效果更加明顯，但電路復(fù)雜。結(jié)語(yǔ) 本文的設(shè)計(jì)方法正確，仿真結(jié)果正常，克服了傳統(tǒng)方案中所存在的一些問(wèn)題，使電磁干擾的抑制技術(shù)得到進(jìn)一步優(yōu)化。從開(kāi)關(guān)電源電磁干擾產(chǎn)生的機(jī)理來(lái)看，有多種方式可抑制電磁干擾，除本文中分析的幾種主要方法外，還可以采用光電隔離器、LSA系列浪涌吸收器、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)等。抑制開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾，目的是使其能在各領(lǐng)域得到有效應(yīng)用的同時(shí)，盡量減少電磁污染，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁污染問(wèn)題的有效治理。而在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)全面考慮開(kāi)關(guān)電源的各種電磁干擾，選用多種抑制電磁干擾的方法加以綜合利用，使電磁干擾降到最低，從而提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。

第四篇：開(kāi)關(guān)電源及其軟開(kāi)關(guān)技術(shù)復(fù)習(xí)提綱

第一章

1.高頻開(kāi)關(guān)電源由哪幾部分組成？（畫出原理方框圖加以說(shuō)明）

輸入濾波電器→整流濾波→逆變→輸出整流濾波→控制電路、輔助電源、檢測(cè)電路、保護(hù)控制電路

第二章

1.串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源的工作原理，開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的工作原理以及兩種電源的優(yōu)缺點(diǎn)比較。

串聯(lián)線性調(diào)整型穩(wěn)壓電源的基本工作原理：Vo=E-ILRW 開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的工作原理：EAB=ton/T×E

串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，輸出紋波電壓小，使用可靠。

缺點(diǎn)：1.體積大且笨重的工頻變壓器和濾波器。2.功耗大，效率低，需要大功率調(diào)整管。3.需要體積很大的散熱器。

開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源優(yōu):1功耗小，效率可達(dá)70%-95%。2可靠性、穩(wěn)定性高。3重量輕，體積??；散熱器體積?。徊恍枰娫醋儔浩?；工作頻率高，濾波電容電感數(shù)值小。4對(duì)電網(wǎng)輸入的適應(yīng)能力提高。2．TRC控制的方式和特點(diǎn)

方式：脈沖寬度調(diào)制方式、脈沖頻率調(diào)制方式、混合調(diào)制方式。

脈沖寬度調(diào)制方式:開(kāi)關(guān)周期恒定，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變占空比的方 式。

脈沖頻率調(diào)制方式：導(dǎo)通脈沖寬度恒定，通過(guò)改變工作頻率改變占空比?；旌险{(diào)制方式：導(dǎo)通脈沖寬度和開(kāi)關(guān)工作頻率均不固定的方式。3.PWM和PFM型TRC控制變換器型開(kāi)關(guān)電源的工作原理的區(qū)別。

PWM開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓的基本原理：輸出電壓增大→反饋電路檢測(cè)該值，與基準(zhǔn)電壓比較，放大→脈寬-轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成脈沖寬度的變化（使脈沖變窄，即占空比變小）→輸出電壓值下降→輸出電壓穩(wěn)定。

輸出電壓減小→控制回路輸出脈寬增大→輸出電壓增大→輸出電壓穩(wěn)定 PFM開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓過(guò)程：輸出電壓上升→控制回路輸出脈沖的工作周期增大（頻率下降）；輸出電壓下降→控制回路輸出脈沖的工作周期減小。4.PWM型穩(wěn)壓電源的優(yōu)缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：

1、體積小，重量輕。

2、效率高

3、適應(yīng)性強(qiáng)

4、可防止過(guò)電壓的危害

5、輸入交流突然停電時(shí)，輸出電壓保持時(shí)間長(zhǎng)。

6、輸出電壓越低，輸出電流越大。缺點(diǎn)：

1、電路復(fù)雜，元器件數(shù)量多。

2、輸出紋波大

3、動(dòng)態(tài)響應(yīng)差。第三章

1.推挽、全橋、半橋電路的電路結(jié)構(gòu)，工作原理，各自的特點(diǎn)。

推挽工作原理：①開(kāi)關(guān)BG1和BG2交替導(dǎo)通，輸入直流電壓→高頻方波交流電壓。⑤當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)都關(guān)斷時(shí)，VCE1和VCE2 均為E。電路的缺點(diǎn)：高頻變壓器利用率太低。

優(yōu)點(diǎn)：

1、管子數(shù)目少。

2、驅(qū)動(dòng)電路和過(guò)流保護(hù)電路簡(jiǎn)化、選擇余地增大。全橋電路工作原理：①當(dāng)BG1與BG2開(kāi)通，截止晶體管(BG3、BG4）上的電壓為輸入電壓E。

②當(dāng)4個(gè)開(kāi)關(guān)都關(guān)斷時(shí)，同橋臂上的每個(gè)開(kāi)關(guān)承受電壓為E/2。優(yōu)點(diǎn)：1管子選擇方便。

2、適用于大功率輸出。缺點(diǎn)：電路復(fù)雜，元器件多。

半橋電路工作原理：①當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管BG1和BG2都截止時(shí)，電容C01，C02中點(diǎn)A的電壓為E/2。

②當(dāng)BG1導(dǎo)通時(shí)，C02充電，C01放電，中點(diǎn)A電位在BG1導(dǎo)通終了，將下降E/2-△E。

③當(dāng)BG2導(dǎo)通，C01 充電，C02放電，中點(diǎn)A電位在BG2導(dǎo)通終了增至 E/2+△E。優(yōu)點(diǎn)：

1、管子穩(wěn)態(tài)時(shí)，承受最高電壓低于輸入電壓E。

2、管子的數(shù)量只有全橋的一半。

3、不容易發(fā)生變壓器的偏磁和直流磁飽和。

缺點(diǎn)：1高頻變壓器上的電壓只有輸入電源電壓的一半。2電容充放電導(dǎo)致電壓脈沖的頂部有傾斜，同時(shí)流過(guò)跟電路工作頻率相同的充放電電流。2．單端反激電路的電路結(jié)構(gòu)，工作原理，電路波形。

工作原理：

1、第一階段(t0 , t1)。開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通→變壓器T的初級(jí)線圈NP電流IP線性增加→在NP上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(上正下負(fù))→在NS上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(上負(fù)下正)→二極管D反向截止，變壓器初級(jí)線圈電感儲(chǔ)存能量。

2、第二階段(t1 , t2)。開(kāi)關(guān)管截止→iP減小→NP磁通量變小→ NS上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(上正下負(fù))→二極管D導(dǎo)通，給輸出電容充電和負(fù)載供電。

3.單端正激電路的電路結(jié)構(gòu)，工作原理，電路波形。

工作原理：

1、第一階段(t0 , t1)。

1、開(kāi)關(guān)Q導(dǎo)通后，NP線圈流

過(guò)電流iP。

2、NP線圈的產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為上正下負(fù)，次級(jí)線圈NS感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也是上正下負(fù)。

3、D2導(dǎo)通，D3截止，電感L的電流逐漸增長(zhǎng)。

2、第二階段(t1 , t2)。

1、開(kāi)關(guān)Q截止，iP 趨于零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反向。

2、D2截止，D3導(dǎo)通，電感L通過(guò)D3續(xù)流。

3、去磁線圈Nt感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)上負(fù)下正D1導(dǎo)通續(xù)流，使Nt上儲(chǔ)存的能量通過(guò)D1回送到直流輸入回路。起到去磁作用。

4.合閘浪涌電流的起因，危害，限制合閘浪涌電流的方法。

起因；電容輸入式整流濾波電路在接通交流電壓時(shí)，在合閘時(shí)，由于電容充電引起的。

危害：1.使開(kāi)關(guān)接點(diǎn)溶接或使輸入熔斷器熔斷。2.浪涌電流干擾相鄰用電設(shè)備。3.多次反復(fù)的大電流沖擊，導(dǎo)致整流器、電容性能劣化。方法：在輸入整流回路內(nèi)串入限流電阻。第四章

1．輸入濾波電路的作用，三種輸入濾波電路的工作原理。

其主要作用：抑制開(kāi)關(guān)電源本身對(duì)交流電網(wǎng)的反干、擾抑制交流電源中的高頻干擾串入開(kāi)關(guān)電源。

原理：該電容對(duì)高頻干擾阻抗很低，可將兩線之間的干擾通過(guò)電容C消除，對(duì)工頻信號(hào)阻抗很高，沒(méi)有影響。圖b，兩個(gè)電容組成濾波設(shè)備。每根線上相同干擾可通過(guò)電容入地，濾除共模干擾。圖c其中C1，C2濾除共模干擾（縱向），C3濾去常態(tài)干擾。使濾波措施全面有效

2．共模扼流線圈的工作原理。

共模扼流圈：L1，L2是繞在同一閉路磁環(huán)中的匝數(shù)相同，在同名端輸入同向電流，產(chǎn)生相同磁通的線圈。

當(dāng)流入方向相同的縱向噪聲電流，兩線圈產(chǎn)生的磁通是同方向的，電感呈現(xiàn)高阻抗，阻止共態(tài)噪聲進(jìn)入開(kāi)關(guān)電源。同時(shí)也阻止開(kāi)關(guān)電源內(nèi)產(chǎn)生的噪聲向公共電網(wǎng)擴(kuò)散。

3.工頻濾波電路的工作原理。

圖中工頻濾波器：

1、L1,C5,C6為共模濾波

2、其余電容和L2為常態(tài)濾波元件

3、C3為大容量電解電容，C4為無(wú)感電容。

C3等效電路：

1、電感L是由引線和構(gòu)成電容的卷片形成。

2、R2為并聯(lián)泄漏電阻，是介質(zhì)材料電阻率的函數(shù)。

5.輻射干擾的種類，產(chǎn)生的原理，危害。

種類：靜電干擾，噪音干擾。

原理：靜電干擾—來(lái)自開(kāi)關(guān)電源中的高壓切換，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管，散熱器與機(jī)殼及機(jī)內(nèi)引線之間的分布電容產(chǎn)生瞬變電壓 噪音干擾—來(lái)自大的脈沖電流

危害：回路出現(xiàn)很大的短路電流，損壞管子，產(chǎn)生較大的噪聲。6.各種防止輻射干擾的方法、措施。

1.采用肖特基或者快恢復(fù)二極管。減小反向恢復(fù)時(shí)間。

2.在輸出端加多級(jí)濾波器，使流過(guò)二極管中的電流減少，減小恢復(fù)時(shí)間。3.在每個(gè)開(kāi)關(guān)二極管兩端并接RC網(wǎng)絡(luò)改善其恢復(fù)特性

4.在二極管回路中串聯(lián)電感L抑制二極管的反向恢復(fù)尖峰電流。簡(jiǎn)單的方法：串一個(gè)小磁環(huán)。第五章

1．控制電路的功能。

1.獲得規(guī)定的輸出電壓值以及調(diào)節(jié)范圍。2.實(shí)現(xiàn)輸出電壓的軟啟動(dòng)。3.實(shí)現(xiàn)輸入電壓的軟啟動(dòng)。4.遠(yuǎn)距離操作功能。5.程序供電功能。6.并聯(lián)運(yùn)行功能。

2．脈寬調(diào)制集成芯片的基本組成以及各部分的工作原理。

1、PWM信號(hào)產(chǎn)生電路：實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制

2、功率電路的故障保護(hù)：使op1輸出電平或很窄的PWM脈沖，從而起保護(hù)功能。

3、軟啟動(dòng)：使op1輸出很窄的PWM脈沖

4、干擾抑制：使S端狀態(tài)變化不影響鎖存器輸出。

5、死區(qū)時(shí)間控制：設(shè)置死區(qū)時(shí)間

3.PWM信號(hào)產(chǎn)生的原理以及波形。

1、放大器輸出直流誤差電壓VC加到比較器的反相輸入端。

2、固定頻率振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波加到比較器的同相輸入端比較器輸出一方波信號(hào)。

3、此方波信號(hào)的占空比隨誤差信號(hào)VC變化而變化。實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制。

4、分相電路由觸發(fā)器Q及兩個(gè)與門組成，將PWM信號(hào)分成兩組信號(hào)。

5、觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)應(yīng)鋸齒波 的下降沿。

6、產(chǎn)生PWM信號(hào)是集成PWM控制器的基本功能。

4.SG1525/ SG1527集成PWM控制器的組成以及各部分的功能。1.基準(zhǔn)電源：作為內(nèi)部電路的供電電源。2.振蕩器：實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)與外電路同步3.誤差放大器4.PWM比較器及瑣存器：能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)功能。5.分相器：實(shí)現(xiàn)PWM脈沖分相。6.欠壓瑣定：封鎖PWM脈沖7.輸出級(jí)：輸出級(jí)作為電流源：向負(fù)載提供電流。輸出級(jí)作為電流匯：吸收負(fù)載電流。5.軟啟動(dòng)電路的種類以及工作原理。

1、輸入電網(wǎng)電壓分段啟動(dòng)。在合閘時(shí)，先接入限流電阻R，將合閘浪涌電流制在設(shè)定范圍，待輸入電容充滿后，將該電阻短接。

2、輸出電壓軟啟動(dòng)。一般PWM低電壓大電流穩(wěn)壓電源的輸出濾波電容較大。輸出電壓突然建立形成很大的電容充電電流。

6.過(guò)流保護(hù)電路的形式、工作原理，特點(diǎn)。1.切斷式保護(hù)

工作原理：檢測(cè)電流信號(hào)→電流-電壓轉(zhuǎn)換電路→電壓信號(hào)→經(jīng)過(guò)比較電路進(jìn)行比較。

特點(diǎn)：屬于一次性動(dòng)作，對(duì)保護(hù)電路中電流檢測(cè)或電壓比較電路要求低，容易實(shí)現(xiàn)。2.限流保護(hù)

工作原理：當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)，保護(hù)電路工作，使V/W電路輸出脈寬變窄→穩(wěn)壓源輸出電壓下降→ 輸出電流被限制在某設(shè)定范圍以內(nèi)。特點(diǎn)：抑制穩(wěn)壓電源啟動(dòng)時(shí)輸出的浪涌電流。3.限流—切斷式保護(hù)

工作原理：當(dāng)負(fù)載達(dá)到某個(gè)設(shè)定值，保護(hù)電路動(dòng)作，輸出電壓下降。負(fù)載電流被限制。如果負(fù)載繼續(xù)增大至第二個(gè)設(shè)定值或輸出電壓下降到某個(gè)設(shè)定值，保護(hù)電路進(jìn)一步動(dòng)作，將電源切斷。特點(diǎn)：分段保護(hù)。

7.過(guò)壓保護(hù)電路的工作原理。

過(guò)壓保護(hù)電路工作原理：當(dāng)輸出電壓升高→達(dá)到穩(wěn)壓管擊穿電壓與觸發(fā)電壓之和→晶體管觸發(fā)導(dǎo)通→輸出過(guò)流→過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，切斷電源輸出。（圖5-26（a））過(guò)壓保護(hù)電路工作原理：過(guò)電壓→晶體管導(dǎo)通→陽(yáng)極輸出低電平→V/W電路停振或整個(gè)控制電路停止工作，→使高壓開(kāi)關(guān)管截止。（圖5-26（b））第六章

1．比較恒流驅(qū)動(dòng)電路和比例電流驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)。

恒流源驅(qū)動(dòng)：高壓開(kāi)關(guān)管的正向基極驅(qū)動(dòng)電流大致保持恒定數(shù)值，不隨集電極電流的增減而相應(yīng)地發(fā)生變化。

比例電流驅(qū)動(dòng)電路：控制IB值，使晶體管在所有集電極電流下保持準(zhǔn)飽和狀態(tài)。2．反向驅(qū)動(dòng)電路的工作原理，特點(diǎn)

無(wú)偏驅(qū)動(dòng)電路：限制感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在被驅(qū)動(dòng)晶體管的基極開(kāi)啟電平以下 電容儲(chǔ)能式驅(qū)動(dòng)電路：工作原理：當(dāng)變壓器副邊出現(xiàn)正脈沖壓Vg，正向基極電流 IB1流過(guò)BG1的基極,使晶體管導(dǎo)通，電阻R1將電流IB1限制在額定值。

當(dāng)副邊電壓Vg=0，充滿電的電容C使BG2基極電阻R1、R2承受正向偏壓，并使BG2導(dǎo)通，把BG1的基極接到負(fù)極性，提供反向基極電流IB2。特點(diǎn)：用一個(gè)脈沖變壓器獲得反偏

3.電壓型驅(qū)動(dòng)電路的種類以及各自的工作原理，特點(diǎn)。

種類：隔離型驅(qū)動(dòng)電路（磁隔離和光隔離）和不隔離型驅(qū)動(dòng)電路。原理P75—76

4、驅(qū)動(dòng)電路作用：將控制電路的驅(qū)動(dòng)脈沖放大到足以激勵(lì)高壓開(kāi)關(guān)。第二章、第三章 軟開(kāi)關(guān)

1．硬開(kāi)關(guān)的工作原理，存在的問(wèn)題；軟開(kāi)關(guān)的，優(yōu)點(diǎn)。硬開(kāi)關(guān)：開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)，電流和電壓有交疊區(qū)，都會(huì)產(chǎn)生損耗。軟開(kāi)關(guān)優(yōu)點(diǎn)：1.零電流開(kāi)通 2.零電壓開(kāi)通3.零電流關(guān)斷4.零電壓關(guān)斷 3.零電流諧振開(kāi)關(guān)的工作原理、零電壓諧振開(kāi)關(guān)的工作原理。

零電流諧振開(kāi)關(guān)的工作原理：S1開(kāi)通前，Lr的電流為零；S1開(kāi)通時(shí)，Lr限制S1中電流的上升率→實(shí)現(xiàn)S1的零電流開(kāi)通。S1關(guān)斷時(shí)，Lr和Cr諧振，Lr電流回零→實(shí)現(xiàn)S1的零電流關(guān)斷。

零電壓諧振開(kāi)關(guān)的工作原理：S1導(dǎo)通時(shí)，Cr上的電壓為零；S1關(guān)斷時(shí)，Cr限制S1上電壓的上升率→實(shí)現(xiàn)S1的零電壓關(guān)斷。S1開(kāi)通時(shí)，Lr和Cr諧振，Cr電壓回零→實(shí)現(xiàn)S1的零壓開(kāi)通。

4.零電流開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振變換器（半波模式、全波模式）的工作原理，每個(gè)階段的特點(diǎn)。

半波模式： S1由開(kāi)關(guān)管Q1、二極管DQ1串聯(lián)構(gòu)成。

工作原理：DQ1使電流只能單向流動(dòng)→Lr的電流只能單向流動(dòng)。全波模式：S1由開(kāi)關(guān)管Q1、二極管DQ1反并聯(lián)構(gòu)成。

工作原理：DQ1提供反向電流通路→Lr的電流雙向流動(dòng)→Lr，Cr自由諧振。5.零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振變換器（半波模式、全波模式）的工作原理，每個(gè)階段的特點(diǎn)。

半波模式：S1由開(kāi)關(guān)管Q1、二極管DQ1反并聯(lián)構(gòu)成。

工作原理： DQ1提供反向電流通路，S1可雙向流過(guò)電流→Cr的電壓被DQ1箝位為零→Cr的電壓只能為正。

全波模式：S1由開(kāi)關(guān)管Q1、二極管DQ1串聯(lián)構(gòu)成。

工作原理： DQ1使S1電流只能單向流動(dòng)→Cr上的電壓既可正，也可負(fù)→Lr，Cr自由諧振。

6.零電流開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振變換器和零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振變換器的優(yōu)缺點(diǎn)。

第五篇：開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性技術(shù)

開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性技術(shù) 引言

電磁兼容是一門新興的跨學(xué)科的綜合性應(yīng)用學(xué)科。作為邊緣技術(shù)，它以電氣和無(wú)線電技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ)，并涉及許多新的技術(shù)領(lǐng)域，如微波技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及新材料等。電磁兼容技術(shù)應(yīng)用的范圍很廣，幾乎所有現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域，如電力、通信、交通、航天、軍工、計(jì)算機(jī)和醫(yī)療等都必須解決電磁兼容問(wèn)題。其研究的熱點(diǎn)內(nèi)容主要有：電磁干擾源的特性及其傳輸特性、電磁干擾的危害效應(yīng)、電磁干擾的抑制技術(shù)、電磁頻譜的利用和管理、電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、電磁兼容性的測(cè)量與試驗(yàn)技術(shù)、電磁泄漏與靜電放電等。

電磁兼容的英文名稱為Electromagnetic Compatibility，簡(jiǎn)稱EMC。所謂電磁兼容是指設(shè)備（分系統(tǒng)、系統(tǒng)）在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。這里包含兩層意思，即它工作中產(chǎn)生的電磁輻射要限制在一定水平內(nèi)，另外它本身要有一定的抗干擾能力。這便是設(shè)備研制中所必須解決的兼容問(wèn)題。電磁兼容技術(shù)涉及的頻率范圍寬達(dá)0 GHz ~400GHz，研究對(duì)象除傳統(tǒng)設(shè)備外，還涉及芯片級(jí)，直到各種艦船、航天飛機(jī)、洲際導(dǎo)彈甚至整個(gè)地球的電磁環(huán)境。

電磁兼容三要素是干擾源（騷擾源）、耦合通路和敏感體。切斷以上任何一項(xiàng)都可解決電磁兼容問(wèn)題，電磁兼容的解決常用的方法主要有屏蔽、接地和濾波。2 電磁兼容技術(shù)名詞（1）電磁兼容性

電磁兼容性是指設(shè)備或者系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。（2）電磁騷擾

電磁騷擾是指任何可能引起設(shè)備、裝備或系統(tǒng)性能降低或者對(duì)有生命或者無(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。電磁騷擾可引起設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。它的主要要素有自然和人為的騷擾源、通過(guò)公共地線阻抗/內(nèi)阻的耦合、沿電源線傳導(dǎo)的電磁騷擾和輻射干擾等。電子系統(tǒng)受干擾的路徑為：經(jīng)過(guò)電源，通過(guò)信號(hào)線或控制電纜、場(chǎng)滲透，經(jīng)過(guò)天線直接進(jìn)入；通過(guò)電纜耦合，從其他設(shè)備來(lái)的傳導(dǎo)干擾；電子系統(tǒng)內(nèi)部場(chǎng)耦合；其他設(shè)備的輻射干擾；電子設(shè)備外部耦合到內(nèi)部場(chǎng)；寬帶發(fā)射機(jī)天線系統(tǒng)；外部環(huán)境場(chǎng)等（3）電磁環(huán)境

電磁環(huán)境是一種明顯不傳送信息的時(shí)變電磁現(xiàn)象，它可能與有用信號(hào)疊加或組合。（4）電磁輻射

電磁輻射是指電磁波由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象?！半姶泡椛洹币辉~的含義有時(shí)也可引申，將電磁感應(yīng)現(xiàn)象也包含在內(nèi)。RFI/EMI可以通過(guò)任何一種設(shè)備機(jī)殼的開(kāi)口、通風(fēng)孔、出入口、電纜、測(cè)量孔、門框、艙蓋、抽屜和面板以及機(jī)殼的非理想連接面等進(jìn)行輻射。RFI/EMI也可由進(jìn)入敏感設(shè)備的導(dǎo)線和電纜進(jìn)行輻射，任何一個(gè)良好的電磁能量輻射器也可以作為良好的接收器。（5）脈沖

脈沖是指在短時(shí)間內(nèi)突變，隨后又迅速返回至其初始值的物理量。（6）共模干擾和差模干擾

電源線上的干擾有共模干擾和差模干擾兩種方式。共模干擾存在于電源任何一相對(duì)大地或電線對(duì)大地之間。共模干擾有時(shí)也稱縱模干擾、不對(duì)稱干擾或接地干擾。這是載流導(dǎo)體與大地之間的干擾。差模干擾存在于電源相線與中線及相線與相線之間。差模干擾也稱常模干擾、橫模干擾或?qū)ΨQ干擾。這是載流導(dǎo)體之間的干擾。共模干擾提示了干擾是由輻射或串?dāng)_耦合到電路中的，而差模干擾則提示了干擾是源于同一條電源電路。通常這兩種干擾是同時(shí)存在的，由于線路阻抗的不平衡，兩種干擾在傳輸中還會(huì)相互轉(zhuǎn)化，所以情況十分復(fù)雜。干擾經(jīng)長(zhǎng)距離傳輸后，差模分量的衰減要比共模大，這是因?yàn)榫€間阻抗與線-地阻抗不同的緣故。出于同一原因，共模干擾在線路傳輸中還會(huì)向鄰近空間輻射，而差模則不會(huì)，因此共模干擾比差模更容易造成電磁干擾。不同的干擾方式要采取不同的干擾抑制方法才有效。判斷干擾方法的簡(jiǎn)便方法是采用電流探頭。電流探頭先單獨(dú)環(huán)繞每根導(dǎo)線，得出單根導(dǎo)線的感應(yīng)值，然后再環(huán)繞兩根導(dǎo)線（其中一根是地線），探測(cè)其感應(yīng)情況。如感應(yīng)值是增加的，則線路中干擾電流是共模的；反之則是差模的。（7）抗擾度電平和敏感性電平

抗擾度電平是指將某給定的電磁騷擾施加于某一裝置、設(shè)備或者系統(tǒng)并使其仍然能夠正常工作且保持所需性能等級(jí)時(shí)的最大騷擾電平。也就是說(shuō)，超過(guò)此電平時(shí)該裝置、設(shè)備或者系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)性能降低。而敏感性電平是指剛剛開(kāi)始出現(xiàn)性能降低的電平。所以，對(duì)某一裝置、設(shè)備或者系統(tǒng)而言，抗擾度電平與敏感性電平是同一數(shù)值。（8）抗擾度裕量

抗擾度裕量是指裝備、設(shè)備或者系統(tǒng)的抗擾度電平限值與電磁兼容電平之間的插值。3 開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性

開(kāi)關(guān)電源因工作在高電壓大電流的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)下，引起電磁兼容性問(wèn)題的原因是相當(dāng)復(fù)雜的。從整機(jī)的電磁性講，主要有共阻抗耦合、線間耦合、電場(chǎng)耦合、磁場(chǎng)耦合及電磁波耦合幾種。共阻耦合主要是騷擾源與受騷擾體在電氣上存在的共同阻抗，通過(guò)該阻抗使騷擾信號(hào)進(jìn)入受騷擾體。線間耦合主要是產(chǎn)生騷擾電壓及騷擾電流的導(dǎo)線或 PCB線因并行布線而產(chǎn)生的相互耦合。電場(chǎng)耦合主要是由于電位差的存在，產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)受騷擾體產(chǎn)生的場(chǎng)耦合。磁場(chǎng)耦合主要是指在大電流的脈沖電源線附近，產(chǎn)生的低頻磁場(chǎng)對(duì)騷擾對(duì)象產(chǎn)生的耦合。電磁場(chǎng)耦合主要是由于脈動(dòng)的電壓或電流產(chǎn)生的高頻電磁波通過(guò)空間向外輻射，對(duì)相應(yīng)的受騷擾體產(chǎn)生的耦合。實(shí)際上，每一種耦合方式是不能嚴(yán)格區(qū)分的，只是側(cè)重點(diǎn)不同而已。在開(kāi)關(guān)電源中，主功率開(kāi)關(guān)管在很高的電壓下，以高頻開(kāi)關(guān)方式工作，開(kāi)關(guān)電壓及開(kāi)關(guān)電流均接近方波，從頻譜分析知，方波信號(hào)含有豐富的高次諧波。該高次諧波的頻譜可達(dá)方波頻率的1000次以上。同時(shí)，由于電源變壓器的漏電感及分布電容以及主功率開(kāi)關(guān)器件的工作狀態(tài)非理想，在高頻開(kāi)或關(guān)時(shí)，常常產(chǎn)生高頻高壓的尖峰諧波震蕩。該諧波震蕩產(chǎn)生的高次諧波，通過(guò)開(kāi)關(guān)管與散熱器間的分布電容傳入內(nèi)部電路或通過(guò)散熱器及變壓器向空間輻射。用于整流及續(xù)流的開(kāi)關(guān)二極管，也是產(chǎn)生高頻騷擾的一個(gè)重要原因。因整流及續(xù)流二極管工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，二極管的引線寄生電感、結(jié)電容的存在以及反向恢復(fù)電流的影響，使之工作在很高的電壓及電流變化率下，且產(chǎn)生高頻震蕩。整流及續(xù)流二極管一般離電源輸出線較近，其產(chǎn)生的高頻騷擾最容易通過(guò)直流輸出線傳出。開(kāi)關(guān)電源為了提高功率因數(shù)，均采用了有源功率因數(shù)校正電路。同時(shí)，為了提高電路的效率及可靠性，減少功率器件的電應(yīng)力，大量采用了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。其中零電壓、零電流或零電壓/零電流開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。該技術(shù)極大的降低了開(kāi)關(guān)器件所產(chǎn)生的電磁騷擾。但是，軟開(kāi)關(guān)無(wú)損吸收電路多數(shù)利用L、C進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移，利用二極管的單向?qū)щ娦阅軐?shí)現(xiàn)能量的單向轉(zhuǎn)換，因此，該諧振電路中的二極管成為電磁騷擾的一大騷擾源。

開(kāi)關(guān)電源一般利用儲(chǔ)能電感及電容器組成L、C濾波電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)差模及共模騷擾信號(hào)的濾波。由于電感線圈的分布電容，導(dǎo)致了電感線圈的自諧振頻率降低，從而使大量的高頻騷擾信號(hào)穿過(guò)電感線圈，沿交流電源線或直流輸出線向外傳播。濾波電容器隨著騷擾信號(hào)頻率的上升，引線電感的作用導(dǎo)致電容量及濾波效果不斷的下降，甚至導(dǎo)致電容器參數(shù)改變，也是產(chǎn)生電磁騷擾的一個(gè)原因。4 電磁兼容性的解決方法

從電磁兼容的三要素講，要解決開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性問(wèn)題，可從三個(gè)方面入手：第一，減小騷擾源產(chǎn)生的騷擾信號(hào)；第二，切斷騷擾信號(hào)的傳播途徑；第三，增強(qiáng)受騷擾體的抗騷擾能力。在解決開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的兼容性時(shí)，可以綜合利用上述三個(gè)方法，以成本效益比及實(shí)施的難易性為前提。因而，開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的對(duì)外騷擾，如電源線諧波電流、電源線傳導(dǎo)騷擾、電磁場(chǎng)輻射騷擾等只能用減小騷擾源的方法來(lái)解決。一方面，可以增強(qiáng)輸入/輸出濾波電路的設(shè)計(jì)，改善APFC電路的性能，減小開(kāi)關(guān)管及整流、續(xù)流二極管的電壓、電流變化率，采用各種軟開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浼翱刂品绞降龋涣硪环矫?，加?qiáng)機(jī)殼的屏蔽效果，改善機(jī)殼的縫隙泄漏，并進(jìn)行良好的接地處理。而對(duì)外部的抗騷擾能力（如浪涌、雷擊）應(yīng)優(yōu)化交流電輸入及直流輸出端口的防雷能力。通常，對(duì)1.2/50?s開(kāi)路電壓及8/20?s短路電流的組合雷擊波形，因能量較小，通常采用氧化鋅壓敏電阻與氣體方電管等的組合方法來(lái)解決。對(duì)于靜電放電，通常在通信端口及控制端口的小信號(hào)電路中，采用TVS管及相應(yīng)的接地保護(hù)、加大小信號(hào)電路與機(jī)殼等的電距離來(lái)解決或選用具有抗靜電騷擾的器件。快速瞬變信號(hào)含有很寬的頻譜，很容易以共模的方式傳入控制電路內(nèi)，采用與防靜電相同的方法并減小共模電感的分布電容、加強(qiáng)輸入電路的共模信號(hào)濾波（加共模電容或插入損耗型的鐵氧體磁環(huán)等）來(lái)提高系統(tǒng)的抗擾性能。

減小開(kāi)關(guān)電源的內(nèi)部騷擾，實(shí)現(xiàn)其自身的電磁兼容性，提高開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)定性及可靠性，應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：①注意數(shù)字電路與模塊電路PCB布線的正確分區(qū)；②數(shù)字電路與模擬電路電源的去耦；③數(shù)字電路與模擬電路單點(diǎn)接地、大電流電路與小電流特別是電流電壓取樣電路的單點(diǎn)接地以減小共阻騷擾，減小地環(huán)地影響，布線時(shí)注意相鄰線間的間距及信號(hào)性質(zhì)，避免產(chǎn)生串?dāng)_，減小輸出整流回路及續(xù)流二極管回路與支流濾波電路所包圍的面積，減小變壓器的漏電、濾波電感的分布電容，運(yùn)用諧振頻率高的濾波電容器等。5 濾波器結(jié)構(gòu)

濾波是一種抑制傳導(dǎo)干擾的方法。例如，在電源輸入端接上濾波器，可以抑制來(lái)自電網(wǎng)的噪聲對(duì)電源本身的侵害，也可以抑制由開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生并向電網(wǎng)反饋的干擾。電源濾波器作為抑制電源線傳導(dǎo)干擾的重要單元，在設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)中具有極其重要的作用。它不僅可以抑制傳輸線上的傳導(dǎo)干擾，同時(shí)對(duì)傳輸線上的輻射發(fā)射也具有顯著的抑制效果。在濾波電路中，選用穿心電容、三端電容、鐵氧體磁環(huán)，能夠改善電路的濾波特性。進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)或選擇合適的濾波器，并正確的安裝濾波器是抗干擾技術(shù)的重要組成部分。在交流電輸入端加裝的電源濾波器電路如圖1所示。圖中Ld、Cd用于抑制差模噪聲，一般取Ld為100 mH-700mH，Cd取1?F-10?F。Lc、Cc用于抑制共模噪聲，可根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整。所有電源濾波器都必須接地（廠家特別說(shuō)明允許不接地的除外），因?yàn)闉V波器的共模旁路電容必須在接地時(shí)才起作用。一般的接地方法是除了將濾波器與金屬外殼相接之外，還要用較粗的導(dǎo)線將濾波器外殼與設(shè)備的接地點(diǎn)相連。接地阻抗越低，濾波效果越好。濾波器盡量安裝在靠近電源入口處。濾波器的輸入及輸出端要盡量遠(yuǎn)離，避免干擾信號(hào)從輸入端直接耦合到輸出端。

如在電源輸出端加輸出濾波器、加裝高頻電容、加大輸出濾波電感的電感量及濾波電容的容量，則可以抑制差模噪聲。如果把多個(gè)電容并聯(lián)，則效果會(huì)更好。6 EMI濾波器選用與安裝

開(kāi)關(guān)電源EMI濾波器中的4只電容器用了兩種不同的下標(biāo)“x”和“y”，不僅說(shuō)明了它們?cè)跒V波網(wǎng)絡(luò)中的作用，還表明了它們?cè)跒V波網(wǎng)絡(luò)中的安全等級(jí)。無(wú)論是選用還是設(shè)計(jì)EMI濾波器，都要認(rèn)真的考慮Cx和Cy的安全等級(jí)。在實(shí)際應(yīng)用中，Cx電容接在單相電源線的L和N之間，它上面除加有電源額定電壓外，還會(huì)疊加L和N之間存在的EMI信號(hào)峰值電壓。因此，要根據(jù)EMI濾波器的應(yīng)用場(chǎng)合和可能存在的EMI信號(hào)峰值，正確選用適合安全等級(jí)的Cx電容器。Cy電容器是接在電源供電線L、N與金屬外殼（E）之間的，對(duì)于220V、50Hz電源，它除符合250V峰值電壓的耐壓要求外，還要求這種電容器在電氣和機(jī)械性能方面具有足夠的安全裕量，以避免可能出現(xiàn)的擊穿短路現(xiàn)象。7 結(jié)語(yǔ)

在開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中，為了少走彎路和節(jié)省時(shí)間，應(yīng)充分考慮并滿足抗干擾性的要求，避免在設(shè)計(jì)完成后去進(jìn)行抗干擾的補(bǔ)救措施。