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大功率直流稳压电源辐射EMI的抑制措施

2020-11-07 10:07 公司动态 已读

  大功率直流稳压电源是一种强干扰源,它来自于开关器件的高频通/关和输出整流二极管的反向恢复。强电磁干扰信号通过空间辐射和电力线的传输传输,干扰邻近的敏感设备。除了功率开关管和高频整流二极管,辐射干扰的主要成分是脉冲变压器和滤波电感。

  虽然电源开关的快速通断给大功率直流稳压电源带来了更高的效益,但也带来了更强的高频辐射。为了减少辐射干扰,可以使用电压缓冲电路,如在开关管两端并联的RCD缓冲电路(如图3所示),或者使用电流缓冲电路,如在开关管集电极处串联20个

  电感可以避免集电极电流的突然增大,减少冲击电流对整流电路的冲击。

大功率直流稳压电源辐射EMI的抑制措施

  图3 R-C-D吸收电路

  电源开关管的集电极是强干扰源。开关管的散热器应连接到开关管的发射器上,以保证集热器与散热器之间分布电容产生的电流流入主电路。为了减少尾翼与底盘的分布电容,尾翼应尽可能远离底盘。如果可能的话,可以使用带屏蔽措施的开关管翅片。

大功率直流稳压电源辐射EMI的抑制措施

  图4 RC缓冲电路

  整流二极管应采用恢复电荷小、反向恢复时间短的二极管,如肖特基管,最好选用具有软特性的反向恢复二极管。另一组磁珠肖特基管两端和并行RC吸收网络可以减少干扰,电阻、电容值可以提供几个Ω,成千上万的pF电容器应尽可能短,以减少引线电感。在实际应用中,通常使用具有软恢复特性的整流二极管,并在二极管两端连接小电容以消除电路中的寄生振荡(如图4所示)。

  负载电流越大,持续电流结束时流过整流二极管的电流越大,二极管反向恢复时间越长,峰值电流的影响越大。采用多个整流二极管并联共享负载电流,可以减小短路峰值电流的冲击。

  大功率直流稳压电源必须屏蔽。采用模块化全密封结构。建议使用厚度在1mm以上的镀锌钢板,屏蔽层必须接地良好。通过在高频脉冲变压器的一次和二次之间增加屏蔽层和接地,可以抑制干扰电场耦合。在高频脉冲变压器、输出滤波电感等磁性元件中加入屏蔽,可以以小磁阻限制屏蔽体内的磁场线。

  根据上述设计思路,对于辐射干扰超过标准限值约20dB的大功率直流稳压电源,采用一些在实验室容易实现的措施,进行如下改进:

  (1)所有整流二极管两端470pF电容;

  (2)开关管杆输入和pf电容器50克、39Ω阻力与原形成一个RC低通滤波器;

  (3)每个输出滤波电容器(电解电容器)上有一个0.01 F电容;(4)在整流二极管引脚上放一小磁珠;

  (4)改善屏蔽体接地。

  经过上述改进,该电源可以通过辐射干扰试验的极限要求。

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