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通信開(kāi)關(guān)電源的EMC全面剖析
點(diǎn)擊次數(shù):3245 更新時(shí)間:2015-08-05

電磁兼容性是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾的能力。國(guó)內(nèi)外已有大量的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn), 為系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備相互達(dá)到電磁兼容性制訂了約束條件。其中CISPR16、CISPR22及CISPR24構(gòu)成了信息技術(shù)設(shè)備包通信開(kāi)關(guān)電源設(shè)備的電磁兼容 性測(cè)試內(nèi)容及測(cè)試方法要求,是目前通信開(kāi)關(guān)電源電磁兼容性設(shè)計(jì)的zui基本要求。

1、通信開(kāi)關(guān)電源的干擾

通信開(kāi)關(guān)電源要穩(wěn)定工作就要有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力,對(duì)于電場(chǎng),磁場(chǎng)及電磁波等要有足夠的抗干擾能力,保證自身能夠正常工作以及通信設(shè)備供電的 穩(wěn)定且不間斷,同時(shí)也要不受通信系統(tǒng)本身因通信時(shí)電磁波帶來(lái)的干擾。一般來(lái)講,開(kāi)關(guān)電源受到的干擾源有電壓電流快速變化造成的干擾,傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。

開(kāi)關(guān)電源的干擾來(lái)源有:開(kāi)關(guān)電源的大功率開(kāi)關(guān)管工作在高壓大電流的切換狀態(tài),由導(dǎo)通切換為關(guān)斷狀態(tài)時(shí)形成浪涌電壓,或由關(guān)斷切換為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)形 成的浪涌電流,它們的高次諧波成分會(huì)通過(guò)空間向外發(fā)射或通過(guò)電源線的傳導(dǎo)構(gòu)成干擾源。由關(guān)斷切換為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),開(kāi)關(guān)變壓器副方的整流二極管受反方向恢復(fù)特 性的限制,產(chǎn)生尖峰狀的反向電流,它與二極管結(jié)電容以及引線電感等形成阻尼正弦振蕩,也含有大量的諧波成分,構(gòu)成干擾。

通信開(kāi)關(guān)電源電磁干擾特點(diǎn):

(1)整流或續(xù)流二極管及主功率變壓器在高壓、大電流及高頻開(kāi)關(guān)的方式下工作,其電流電壓快速變化會(huì)造成干擾,從而造成開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部工作的不穩(wěn)定,使電源的性能降低。

(2)收發(fā)天線的極化,方向特性EMC輻射。通信開(kāi)關(guān)電源受到:9 kHz~30 MHz的射頻磁場(chǎng)干擾;30~1 000 MHz的射頻電場(chǎng)干擾。

(3)部分電磁場(chǎng)通過(guò)開(kāi)關(guān)電源機(jī)殼的縫隙,向周圍空間輻射,與通過(guò)電源線、直流輸出線產(chǎn)生的輻射電磁場(chǎng),一起通過(guò)空間傳播的方式,對(duì)其他高頻設(shè)備及對(duì)電磁場(chǎng)比較敏感的設(shè)備造成干擾,引起其他設(shè)備工作異常。

因此,對(duì)通信開(kāi)關(guān)電源,要限制由負(fù)載線、電源線產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾圾空間傳播時(shí)產(chǎn)生的輻射電磁場(chǎng)干擾量,使它們能與處于同一環(huán)境中的其他電信設(shè)備均能夠正常工作,互不產(chǎn)生干擾。

2、開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性問(wèn)題分析

通信開(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,其引起電磁兼容性問(wèn)題的原因是相當(dāng)復(fù)雜的。有通信系統(tǒng)的高頻信號(hào)對(duì)開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾;同 時(shí),開(kāi)關(guān)電源由于本身的電路設(shè)計(jì),PCB布線,元器件的性能等也會(huì)對(duì)通信,或其他電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生干擾。其中,按耦合通路來(lái)分,可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干 擾兩種;按照干擾信號(hào)對(duì)于電路作用的形態(tài)不同,可將電源系統(tǒng)內(nèi)的干擾分為共模干擾和差模干擾兩種。通常,線路電源線上的任何傳導(dǎo)干擾信號(hào),都可表示成共模 和差模干擾兩種方式。

在開(kāi)關(guān)電源中,主功率開(kāi)關(guān)管在高電壓、大電流或以高頻開(kāi)關(guān)方式工作下,開(kāi)關(guān)電壓及開(kāi)關(guān)電流的波形在阻性負(fù)載時(shí)近似為方波,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1 000次以上。由于電壓差可以產(chǎn)生電場(chǎng)、電流的流動(dòng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng),以及豐富的諧波電壓電流的高頻部分在設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生電磁場(chǎng),從而造成設(shè)備內(nèi)部工作的不穩(wěn) 定,使設(shè)備的性能降低。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)并不是理想的,在高頻開(kāi)或關(guān)時(shí),常產(chǎn)生高頻高壓的尖峰諧波 振蕩,該諧波振蕩產(chǎn)生的高次諧波,通過(guò)開(kāi)關(guān)管與散熱器問(wèn)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。

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