高頻開關(guān)電源電磁干擾(編輯修改稿)
2025-06-12 08:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，并派生了多個新的研究方向。從電路的角度來考慮開關(guān)電源的容量擴(kuò)充技術(shù)，可分為兩大類：第一類，通過器件的串、并聯(lián)增大電源的工作電壓或電流，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容的目的。該技術(shù)必須認(rèn)真處理串聯(lián)器件的均壓問題和并聯(lián)器件的均流問題，由于器件制造工藝和參數(shù)的離散性，限制了器件的串、并聯(lián)數(shù)目，且串、并聯(lián)數(shù)目越多，裝置的可靠性越差。第二類，通過多臺單機(jī)電源的并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容和冗余設(shè)計(jì)的目的。該技術(shù)是在器件并聯(lián)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步大容量化的有效手段，借助于可靠的電源并聯(lián)技術(shù)，在單機(jī)容量適當(dāng)?shù)那闆r下，可簡單地通過并聯(lián)運(yùn)行方式得到大容量裝置，每臺單機(jī)只是裝置的一個單元或一個模塊。通過改變并聯(lián)模塊的數(shù)量來滿足不同功率的負(fù)載，設(shè)計(jì)靈活。模塊化電源系統(tǒng)完全打破了單機(jī)電源在功率上的局限，用戶可以根據(jù)電源的功率需求進(jìn)行組合，當(dāng)某一模塊發(fā)生故障，可以熱更換此模塊，而其他模塊平均分擔(dān)該故障模塊的負(fù)載，不影響整個系統(tǒng)的工作。（4）數(shù)字化在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中，控制部分是按模擬信號來設(shè)計(jì)和工作的?，F(xiàn)在數(shù)字信號、數(shù)字電路顯得越來越重要，數(shù)字信號處理技術(shù)日趨完善，顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn)：1）通過軟件實(shí)現(xiàn)采樣信號數(shù)據(jù)處理以及復(fù)雜控制算法，使電源具有智能化特點(diǎn)。2）電源工作參數(shù)通過軟件更改并固化在非易失性存儲器中，升級方便靈活。3）高性能微控制器可以在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能要求的同時，簡化電源系統(tǒng)的硬件電路。4）采用數(shù)字控制技術(shù)，突破了模擬電路的瓶頸，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。5）有利于知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。由于數(shù)字電路的種種優(yōu)點(diǎn)，數(shù)字開關(guān)電源已經(jīng)廣泛應(yīng)用在計(jì)算機(jī)、通訊、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域，成為國內(nèi)外開關(guān)電源行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。（5）綠色化在致力于節(jié)能減排，提高能源利用率的大趨勢下，大功率電源系統(tǒng)的綠色化成為一個越來越重要的問題。所謂電源綠色化有兩層含義：首先是顯著節(jié)電，這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對環(huán)境的污染；其次這些電源不能或盡量減少對電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國際電工委員會（IEC）對此制訂了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，如IEC55IEC91IEC1000等。事實(shí)上，許多功率電子節(jié)電設(shè)備，往往會變成對電網(wǎng)的污染源：向電網(wǎng)諸如嚴(yán)重的高次諧波電流，使功率因數(shù)下降，使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰，甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末，各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生，有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為21世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。 2 高頻開關(guān)電源的電磁干擾的抑制措施 抑制開關(guān)電源中各類電磁干擾源（1）功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)為了解決輸入電流波形畸變和降低電流諧波含量，開關(guān)電源需要使用功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)。PFC技術(shù)使得電流波形跟隨電壓波形，將電流波形校正成近似的正弦波。從而降低了電流諧波含量，改善了橋式整流電容濾波電路的輸入特性，同時也提高了開關(guān)電源的功率因數(shù)。（2）軟開關(guān)技術(shù)軟開關(guān)技術(shù)是減小開關(guān)器件損耗和改善開關(guān)器件電磁兼容特性的重要方法。開關(guān)器件開通和關(guān)斷時會產(chǎn)生浪涌電流和尖峰電壓，這是開關(guān)管產(chǎn)生電磁干擾及開關(guān)損耗的主要原因。使用軟開關(guān)技術(shù)使開關(guān)管在零電壓、零電流時進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換可以有效地抑制電磁干擾。使用緩沖電路吸收開關(guān)管或高頻變壓器初級線圈兩端的尖峰電壓也能有效地改善電磁兼容特性。（3）整流管串聯(lián)電感電路輸出整流二極管的反向恢復(fù)問題可以通過在輸出整流管上串聯(lián)一個飽和電感來抑制，飽和電感與二極管串聯(lián)工作。飽和電感的磁芯是用具有矩形BH曲線的磁性材料制成的。同磁放大器使用的材料一樣，這種磁芯做的電感有很高的磁導(dǎo)率，該種磁芯在BH曲線上擁有一段接近垂直的線性區(qū)并很容易進(jìn)入飽和。實(shí)際使用中，在輸出整流二極管導(dǎo)通時，使飽和電感工作在飽和狀態(tài)下
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