开关电源抑制传导性电磁干扰的设计与仿真.doc

开关电源抑制传导性电磁干扰的设计与仿真开关电源抑制传导性电磁干扰的设计与仿真减小字体 增大字体 作者：佚名 来源：本站整理 发布时间：2010-02-24 09:14:20摘要:本文根据开关电源在开关快速开关的过程中存在 dv/ dt 效应和传导性辐射的情况，提出一种开关电源抑制传导性电磁干扰的缓冲电路应用方法仿真分析证明了这种缓冲电路在抑制传导性电磁干扰的有效性关键词:电磁干扰抑制;缓冲电路;仿真1 引言电磁干扰电磁干扰就是 EMC 不足，是破坏性电磁能从一个电了设备通过辐射或传导传到另一个电了设备的过程传导性(conducted) 电磁干扰是电磁干扰的一种重要形式，它是射频能量通过发射形成传播波，一般通过电线或内部连接电缆，以传播波形式传播近年来，电了设备的电磁干扰的抑制已成为人们关注的焦点，开关电源是当前市场上一种颇受欢迎的电源，具有体积小，效率高，规格多的优点在电了产品的研发过程中，开关电源往往被直接利用作为整个电了系统的一部分然而，由于这种电源高频率率的开关动作，将产生大量的传导性电磁干扰( EM I)这个问题在产品应用阶段如果处理不好，将对开关电源乃至整个电了系统造成不利的影响。

开关电源在高频率信号的控制下，开关元件高速动作使开关电路存在、1v/ <1t 效应和传导性辐射2 开关电源产生电磁干扰的根本原因和利用能量存储减小电磁干扰的理论分析在麦克斯韦方程组中，电势差定律为:3 具有缓冲电路的开关电源组成和工作电路图 1 为 SOkHz 开关控制电源的组成方框图其中线性阻抗稳定网络的作用是为了消除在供电电力线内潜在的干扰，包括电力线干扰、电快速瞬变，电涌，电压高低变化和电力线谐波等这些干扰对对一般稳压电源来说，影响不是很大，但对高频率开关电源来说，则影响显著开关元件一般在电压波形的波峰消耗能量，这样，当外界电压有干扰或变化时，将使开关电源产生较多谐波成分而使波形失真，A. EM I 会比较严重，影响到开关电源和整个电了设备的安全工作线性阻抗稳定网络还可以有效抑制供电线内的共模干扰，利用其对称结构和适当的去藕处理和应用来解决整流滤波电路由一般桥式整流电路和一个大电容器组成高频率信号产生和控制电路的作用有两个，一个是产生触发开关元件通断的高频率矩形脉冲，这些矩形脉冲的占空比决定了输出直流电压的高低;另一个是稳压反馈作用，即从输出端取样的电压经过和整流，和基准直流电压比较后形成误差电压，该电压经过放大控制高频率信号产生电路中高频率信号的占空比，从而达到稳定输出电压的目的。

场效应管开关主电路为开关电源的核心电路，也是产生 EM I 的主要电路因此，在场效应管开关传统主电路的的基础上，应用增加一个缓冲电路来抑制电磁干扰在这部分电路应用时，要着重注意共模电流和串扰的影响共模辐射是由于电路应用之处的电压降造成的，这种电压降致使电路的一些接地部分的电压比真实的参考地电压高，这样受影响的接地系统相连的电缆或器件就成了天线，在空中辐射共模电磁能，并通过电缆或导线感应来传播差模辐射很容易利用电路的应用来减弱，但共模辐射相当难解决，通常利用灵敏接地来解决为了将有缓冲电路和没有缓冲电路的开关电路电磁干扰进行对比，分别对其进行仿真分析图 3 为带缓冲电路开关元件电压电流和功率波形，从功率波形上可以发现开关器件仍然存在小幅射频振荡为了有利于观察有缓冲电路和没有缓冲电路的开关电路产生射频振荡的情况，将二者的电压电流功率波形进行放大，得到图 4 有缓冲电路开关元件电压电流和功率放大波形和图 5 没有缓冲电路开关元件电压电流和功率放大波形5 结论本文提出了一种利用简单的电路—缓冲电路来抑制开关电源传导性辐射的方法利用 PSPICE 仿真模型确认比较了有无缓冲电路时的开关元件辐射电磁干扰的电压、电流和功率，指出它们存在射频振荡的大小。

在仿真过程中，发现 Css 的参数对抑制电磁干扰的作用比较敏感所以，实际电路应用和生产时，对 Css 要仔细挑选，使的其参数符合规则。