反激式开关电源传导干扰的研究.docVIP

——————————————————————————————————————————————— 反激式开关电源传导干扰的研究 陈 妹，刘景夏，胡冰新，林 莹 （中国人民解放军理工大学通信工程学院，江苏南京２１０００７） 摘要：建立了反激式开关电源高频等效模型。分析了传导干扰的产生机理，具体说明了开关频率谐波、Ｑ，和Ｄ，两次振荡频率和幅值与各参数间的关系。根据各参数间关系。提出了增加驱动电阻，减小变压器漏感￡ｅ和增加ＣＩ击、Ｇ的方法。以改善由Ｑ，和Ｄ，带来的干扰影响。并对改善前后传导干扰产生的噪声信号进行了频谱分析对比。取得了较为理想的实验结果，在不影响原电气性能的前提下提高了电源的ＥＭＣ性能。关键词：反激式开关电源；传导干扰；频谱分析；电力电子中图分类号：１Ｍ ２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—０８７Ｘ（２０１４）０４—０７６４－０２ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｆｌｙｂａｃｋｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ ＣＨＥＮＳｈｕ，ＬＩＵＪｉｎｇ－ｘｉａ，ＨＵＢｉｎｇ－ｘｉｎ，ＬＩＮＹｉｎｇ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＰＩＡＬ树垤商钞ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１０００ＬＣｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆ ｈｉｇｈ舶ｑｕｅｎｃｙ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆｆｌｙｂａｃｋｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗａｓｆｏｃｕｓｅｄｏｎａｎｄｉｔｓｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｌＪｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＭＩ）ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓａｎａＪｙｚｅｄ．１１１ｅｉｍｐａｃｔｏｆｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｓｗｉｔｃｈｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｏｓｃｉｌｌａＵｎｇｖｏｌｔａｇｅ ａｃｒｏｓｓ ＭｏＳＦＥＴａｎｄｄｉｏｄｅ ｏｎ ＥＭｌ ｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｉｍｐｒｏｖｅＥＭＩａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．１１１ｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｖｅｄｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ＂ｆｌｙｂａｃｋｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｓｐｅｃ劬ｍ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ 开关电源在工作时，功率半导体器件快速通断，形成迅速变化的电压、电流，该瞬变的电压和电流会通过电源线路、杂 Ｚ 散电场耦合、杂散磁场耦合等多种效应传递到电网，形成传导 干扰【”。目前人们已经认识到控制电磁干扰的重要性，在发达国家已经成立了国家级以及国际间的组织，对电磁干扰问题进行专门研究，并实行电磁兼容性许可证制度【２】。本文主要探 １０ＶｋＣ 弘剖∥袢 日靠：ｂ专ｍｒ，’ ｆ 讨了反激式开关电源传导干扰的产生机理，并结合理论提出 了相对应的改善方法，对改善前后传导干扰产生的噪声信号进行了频谱分析对比，达到了较理想的实验结果，在不影响原电气性能的前提下提高了电源的ＥＭＣ性能。 图１ 上 反激式开关电源高频等效模型 对于反激式开关电源，实测和理论研究表明主要的传导干扰源是高频功率器件Ｑ。和二极管Ｄ。【”。 １．２ １－２．１ １传导干扰的产生机理及频谱分析 １．１反激式开关电源高频等效模型 反激式开关电源的主电路及其高频等效模型如图１所示，主要由工频整流稳压环节、变压器ＴＸ．、ＭＯＳＦＥＴ功率开关管Ｑ。、高频整流二极管Ｄ。和输出电容Ｇ构成。 图ｌ中Ｃ出表示ＭＯＳＦＥＴ的寄生等效电容；Ｇ表示二极管的节电容；Ｇ表示ＭＯＳＦＥＴ漏极对散热片的杂散电容；Ｃｄ ＭＯＳＦＥＴ Ｑ，产生的传导干扰 Ｑ，开关频率谐波干扰源 首先ＭＯＳＦＥＴ在开通和关断时，具有很宽的频谱含量，开 关频率的谐波本身就是较强的干扰源，分析结果如图２所示。 表示输出二极管阴极对散热片的杂散电容；ｋ表示变压器原 边对其他绕组的漏感；ｋ表示变压器副边对其他绕组的漏感；Ｇ表示变压器原边与副