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网络教育学院 《电 源 技 术》课 程 设 计 题 目： 高频开关电源的干扰及抑制 学习中心：浙江嘉兴奥鹏学习中心 层 次： 高起专 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2008年 秋 季 学 号： 081088200001 学 生： 陈 国 华 辅导教师： 完成日期： 2010 年 8月 20日 高频开关电源由以下几个部分组成: 一,主电路 从交流电网输入,直流输出的全过程,包括: 1,输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网. 2,整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换. 3, 逆变: 将整流后的直流电变为高频交流电, 这是高频开关电源的核心部分, 频率越高,体积,重量与输出功率之比越小. 4,输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源. 二,控制电路 一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的资料,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施. 三,检测电路 除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表资料. 四,辅助电源 提供所有单一电路的不同要求电源. 开关控制稳压原理 开关 K 以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关 K 接通时,输入电源 E 通过开关 K 和滤波电路提供给负载 RL,在整个开关接通期间,电源 E 向负载提供能量;当开关 K 断开时,输入电源 E 便中断了能量的提供.可见,输入电源向负载提供能量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放.图中,由电感 L,电容 C2 和二极管 D 组成的电路,就具有这种功能.电感 L 用以储存能量,在开关断开时,储存在电感 L 中的能量通过二极管 D 释放给负载,使负载得到连续而稳定的能量,因二极管 D 使负载电流连续不断,所以称为续流二极管.在 AB 间的电压平均值 EAB 可用下式表示: EAB=TON/T*E 式中 TON 为开关每次接通的时间, 为开关通断的工作周期 T (即开关接通时间 TON 和关断时间 TOFF 之和). 由式可知,改变开关接通时间和工作周期的比例,AB间电压的平均值也随之改变,因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整 TON 和 T 的比例便能使输出电压 V0 维持不变.改变接通时间 TON 和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法称为时间比率控制(Time Ratio Control,缩写为 TRC). 按 TRC 控制原理,有三种方式: 一,脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,缩写为 PWM) 开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式. 二,脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,缩写为 PFM) 导通脉冲宽度恒定,通过改变开关工作频率来改变占空比的方式. 三,混合调制 导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的混合. 开关电源产生电磁干扰最根本的原因，就是其在工作过程中产生的高di/dt和高dv/dt， 它们产生的浪涌电流和尖峰电压形成了干扰源。工频整流滤波使用的大电容充电放电、开关管高频工作时的电压切换、输出整流二极管的反向恢复电流都是这类干扰源。开关电源中的电压电流波形大多为接近矩形的周期波，比如开关管的驱动波形、MOSFET漏源波形等。对于矩形波，周期的倒数决定了波形的基波频率；两倍脉冲边缘上升时间或下降时间的倒数决定了这些边缘引起的频率分量的频率值，典型的值在MHz范围，而它的谐波频率就更高了。这些高频信号都对开关电源基本信号，尤其是控制电路的信号造成干扰。开关电源的电磁噪声从噪声源来说可以分为两大类。一类是外部噪声，例如，通过电网传输过来的共模和差模噪声、外部电磁辐射对开关电源控制电路的干扰等。另一类是开关电源自身产生的电磁噪声，如开关管和整流管的电流尖峰产生的谐波及电磁辐射干扰。如图1所示，电网中含有的共模和差模噪声对开关电源产生干扰，开关电源在受到电磁