開關(guān)電源傳導(dǎo)電磁干擾建模研究.pdf

1、開關(guān)電源(SMPS)被廣泛地運(yùn)用于工業(yè)、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域，當(dāng)升高其開關(guān)頻率或者增大功率密度時(shí)，其電磁兼容(EMC)問題不能忽視。特別是在大功率高電壓的設(shè)備中，開關(guān)電源的電磁干擾(EMI)是一個(gè)迫切需要解決的問題。開關(guān)電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾，通過線纜耦合進(jìn)入電網(wǎng)或其他相連的設(shè)備，可能造成設(shè)備的工作故障。因此，建立開關(guān)電源的傳導(dǎo)干擾的模型，研究傳導(dǎo)干擾產(chǎn)生和傳播機(jī)理，對(duì)傳導(dǎo)干擾的抑制和消除作用具有重要的意義。
　　本文以一臺(tái)升壓型(Boo

2、st)開關(guān)電源為對(duì)象，從開關(guān)電源的傳導(dǎo)干擾測(cè)試和建模兩方面進(jìn)行研究，得到了開關(guān)電源的傳導(dǎo)干擾電路仿真模型。
　　首先，研究了傳導(dǎo)干擾的測(cè)試技術(shù)。重點(diǎn)研究了共模(CM)與差模(DM)干擾測(cè)試方法，提出了兩種CM/DM干擾分離技術(shù)。第一種為基于共模扼流圈的CM和DM干擾分離網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)的分離網(wǎng)絡(luò)的核心器件為兩個(gè)特性阻抗100Ω的共模扼流圈和一個(gè)射頻變壓器，仿真到了150kHz至30MHz頻帶內(nèi)的良好分離性能。第二種為電流探頭測(cè)試和軟件計(jì)

3、算結(jié)合的模態(tài)噪聲分離方法。通過測(cè)試一個(gè)輸出150W/12V的商用開關(guān)電源，驗(yàn)證了分離方法的正確性。該方法不僅可以測(cè)試輸入電源線上的傳導(dǎo)干擾，也可以分離部件互聯(lián)線上的CM/DM干擾。另外，對(duì)設(shè)計(jì)的Boost型開關(guān)電源，完成了傳導(dǎo)EMI的測(cè)試工作，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在150kHz～30MHz頻帶，“相線”和“中線”傳導(dǎo)干擾大小基本一致，并且超過了CISPR22中的B類準(zhǔn)峰值檢波限值，共模干擾比差模干擾要約高10dB，得出在電源線上主要成分為CM

4、干擾的結(jié)論。
　　其次，按照EMC的“三要素”思路，建立了Boost電源傳導(dǎo)EMI仿真電路。干擾路徑的建模包括Boost型開關(guān)電源中的所有無源元件，PCB板，以及場(chǎng)效應(yīng)管漏極對(duì)接地散熱片的寄生電容。干擾源的建模包括電源中的二極管MUR860和N型場(chǎng)效應(yīng)管IRFPE50。在150kHz～30MHz頻帶內(nèi)，仿真的干擾頻譜與測(cè)試結(jié)果幅值上具有良好的一致性，驗(yàn)證了建模的正確性。
　　最后，分析Boost型電源的CM電流的流經(jīng)路徑，并