隨著開關(guān)電源類產(chǎn)品的日益增多(已修改)
2025-07-04 19:58 本頁面
【正文】 隨著開關(guān)電源類產(chǎn)品的日益增多，電磁兼容設(shè)計(jì)成為開關(guān)電源開發(fā)過程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，相應(yīng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)也成為開關(guān)電源類產(chǎn)品必須滿足的性能指標(biāo)。高頻開關(guān)電源是嚴(yán)重的電磁干擾源，很多情況下需對(duì)其安裝EMI電源濾波器。傳統(tǒng)的濾波器設(shè)計(jì)方法計(jì)算繁瑣、設(shè)計(jì)過程復(fù)雜、研發(fā)時(shí)間長。為了提高濾波器性能和縮短開發(fā)時(shí)間，本文針對(duì)DCDC開關(guān)電源介紹了一種簡(jiǎn)單且效果良好的濾波器設(shè)計(jì)方法。 本文在闡述開關(guān)電源電磁干擾基本特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了電源傳導(dǎo)加固技術(shù)。文中闡述了EMI電源濾波器的基本原理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原則和濾波器件的高頻特性，分析了網(wǎng)絡(luò)理論及其在EMI電源濾波器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 本文以某一航空產(chǎn)品中的DCDC開關(guān)電源項(xiàng)目為依托，設(shè)計(jì)EMI電源濾波器。通過了解開關(guān)電源需要滿足的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試分析其電磁干擾信號(hào)特點(diǎn)，提出濾波器性能指標(biāo)。利用網(wǎng)絡(luò)理論設(shè)計(jì)分析濾波電路，通過編程實(shí)現(xiàn)對(duì)濾波電路參數(shù)的設(shè)計(jì)。建立濾波器插入損耗仿真模型，編寫仿真程序，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，最后通過實(shí)際測(cè)試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方法的J下確性。同時(shí)，在EMI電源濾波器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)濾波器進(jìn)行了拓展功能的電路設(shè)計(jì)，主要針對(duì)開關(guān)動(dòng)作所引起的浪涌電壓。 通過討論應(yīng)用于EMI電源濾波器中的軟磁鐵氧體材料的特性，提出了鐵氧體磁芯的選擇原則和應(yīng)用方法，同時(shí)討論了主要濾波器件的選擇和設(shè)計(jì)。深入研究EMI電源濾波器在工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)及濾波器封裝技術(shù)，并提出封裝過程測(cè)試方法及工程應(yīng)用時(shí)安裝使用應(yīng)注意的主要問題。 隨著開關(guān)電源的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,它們引起的電磁泄露和電磁輻射問題越來越嚴(yán)重。電源EMI濾波器作為開關(guān)電源的輔助器件,可以有效地抑制開關(guān)電源中的傳導(dǎo)干擾。無源元件的高頻非理想特性使無源EMI濾波器高頻特性變差,而無源元件同樣影響有源EMI濾波器的高頻特性。因此對(duì)EMI濾波器高頻特性的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。 對(duì)于無源EMI濾波器,本文研究了幾種改善自感寄生參數(shù)的方法的有效性,分析了元件間的互感耦合和電容的自感寄生參數(shù)分別對(duì)π型共模濾波器的影響。提出利用部分互感耦合改善電容的自感寄生參數(shù)的優(yōu)化措施。 對(duì)于有源EMI濾波器,本文分析了一種有源EMI濾波器在分別連接純電阻、感性和容性負(fù)載時(shí)的插損,分析了反饋環(huán)路中各個(gè)模塊的作用和影響。最后,對(duì)有源EMI濾波器注入環(huán)節(jié)中的電容進(jìn)行了改進(jìn),改善了它的高頻特性。 本文首先介紹了利用傅立葉變換估算開關(guān)電源噪聲頻譜的方法,接著分別論述了開關(guān)電源中差模傳導(dǎo)EMI噪聲與共模傳導(dǎo)EMI噪聲的產(chǎn)生原因。在分析完EMI噪聲產(chǎn)生原因以后,分析了噪聲分離技術(shù)的現(xiàn)狀,并指出傳統(tǒng)噪聲分離方法的缺陷。為了提高噪聲分離網(wǎng)絡(luò)的分離效果,引入傳輸線變壓器來改善其性能。傳輸線變壓器是用傳輸線繞在磁環(huán)上構(gòu)成,工作時(shí)初次級(jí)之間的能量傳輸主要依靠線圈間分布電容的耦合作用,繞組間的分布電容與漏電感則成為傳輸線特性阻抗的組成部分,所以傳輸線變壓器克服了傳統(tǒng)變壓器中漏感和分布電容對(duì)工作性能的影響。在理論分析的基礎(chǔ)上,制作了特性阻抗為100Ω的傳輸線變壓器,并利用該傳輸線變壓器制作了噪聲分離器樣品。在分析EMI濾波器原理的基礎(chǔ)上,分析了噪聲源阻抗變化對(duì)濾波器性能的影響,從理論計(jì)算和仿真分析可以得出:對(duì)于共模EMI濾波器需要考慮噪聲源阻抗的最大可能值。對(duì)于差模EMI濾波器需要考慮噪聲源阻抗的最小可能值。在測(cè)量、分析共模與差模噪聲的基礎(chǔ)上,確定了EMI濾波器需要對(duì)噪聲產(chǎn)生的衰減量,并通過實(shí)驗(yàn)的方法確定了噪聲源阻抗的最大可能值與最小可能值。根據(jù)需求衰減量與噪聲源阻抗可能值確定了EMI濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
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