如何減弱開關式穩壓電源的電磁輻射幹擾?
發布時間:2013-03-09 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】雖然開關式穩壓電源穩壓範圍寬且安全可靠,但是,它同樣存在一些問題,如控製電路複雜,較高的工作頻率會對電視機、收音機等產生電磁輻射幹擾使得收音機出現噪聲、電視機出現噪波點,甚至還會通過反饋幹擾其他電子設備的正常工作。
超音頻振蕩的幹擾問題

圖題:開關式穩壓電源
開關式穩壓電源的工作頻率多為20-100kHz,屬於超音頻範圍。作為該電源的開關調整器件晶體管或場效應晶體管以相應的頻率工作在導通與截止狀態,振蕩波形近似於方波(還存在過衝),根據傅裏葉分析法可以進行分解,即得到直流分量、基波和高次諧波,基波的能量最大,其次是三次、五次、七次……等等。
無線電廣播與電磁幹擾的關係
眾所周知,無線電廣播是利用調製的方法來傳播信息的。音頻信號對高頻載被采用幅度調製(AM)和頻率調製(FM)的方法,然後通過發射天線將調製波以電磁披的形式輻射出去,無線電接收設備是通過接收天線將它們接收下來s再經選頻、變頻、fangdahejietiao,haiyuanchengweiyinpinxinhao,zuihoutongguodipingongfang,youyangshengqifangchushengyin。ruguozhiyougaopinzaiboerwuyinpinfanweidetiaozhixinhao,nametadenengliangzaida,wuxiandianjieshoushebeiyebuhuitongguoyangshengqihaiyuanchurenheshengyinxinxide。youcikeyixiangdao,jinjinshichaoyinpinfangpiganraodecunzai(超音頻振蕩的下限頻率為15k!氈,已在人耳的可聽範圍之外),產生的高次諧波也不會成為我們通過收音機昕到音頻範圍的幹擾信號,而實際上這種幹擾有時卻是很嚴重的,可能在整個中波、短波範圍都出現強烈的噪聲,那麼幹擾來自哪裏呢?開kai關guan式shi穩wen壓ya電dian源yuan存cun在zai著zhe音yin頻pin範fan圍wei的de幹gan擾rao信xin號hao,並bing且qie調tiao製zhi了le超chao音yin頻pin振zhen蕩dang的de各ge次ci諧xie波bo,以yi類lei似si於yu無wu線xian電dian廣guang播bo的de方fang式shi幹gan擾rao收shou音yin機ji等deng設she備bei,是shi幹gan擾rao的de重zhong要yao來lai源yuan。
直接整流電容濾波電路的特點
采用直接對交流電源進行整流濾波方式的高頻開關式穩壓電源,交流輸入電壓為220V、50Hz,一般采用橋式整流電路,然後經電解電容器濾波,變成100Hz的鋸齒形脈動直流電壓,提供給該開關式穩壓電源。
交流供電電源的作用是每Wmsxiangdianjiedianrongqichongdianyici,yibuchongkaiguandianluxiaohaodenengliang,congdianyadeboxingshanglaikanweijuchixing,danshicongdianliudeboxingshanglaikanqueshimaichongxingde,tamendoushifeizhengxianzhouqiliang,baohanyoufengfudexiebo,bingqiejuedabufenzaiyinpinfanwei(20-20000Hz),其中l00Hz的成分很可能是產生音頻幹擾的重要來源。
tongyang,genjufuliyefenxifa,zhegefeizhengxianzhouqihanshukeyifenjiechengweijibohegaocixiebo,qinengliangzhuyaojizhongzaijibofujin,gaocixiebodenenglianghenshao。youyutadefengfengzhijiaoxiao(僅僅為幾伏到幾卡伏),如果能夠通過某些電路元件(如LC網絡等)以電磁波的形式發射出去,對收音機等元線電接收設備的幹擾是比較小的。以中波波段(531-1611kHz)中的1000kHz頻率為例,1∞Hz脈衝形電流中的1則kHz諧(xie)波(bo)才(cai)與(yu)之(zhi)諧(xie)振(zhen),該(gai)頻(pin)率(lv)上(shang)的(de)能(neng)量(liang)幾(ji)乎(hu)為(wei)零(ling),除(chu)非(fei)將(jiang)收(shou)音(yin)機(ji)緊(jin)貼(tie)其(qi)放(fang)置(zhi),否(fou)則(ze)不(bu)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)幹(gan)擾(rao)。但(dan)是(shi)實(shi)際(ji)上(shang)許(xu)多(duo)收(shou)音(yin)機(ji)在(zai)距(ju)離(li)該(gai)開(kai)關(guan)式(shi)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)較(jiao)遠(yuan)的(de)位(wei)置(zhi)仍(reng)然(ran)可(ke)以(yi)出(chu)現(xian)幹(gan)擾(rao),原(yuan)因(yin)是(shi)什(shen)麼(me)呢(ne)?可以通過下麵的分析得出結論。
用(yong)低(di)頻(pin)信(xin)號(hao)去(qu)調(tiao)製(zhi)高(gao)頻(pin)載(zai)波(bo)的(de)幅(fu)度(du),使(shi)高(gao)頻(pin)載(zai)波(bo)的(de)整(zheng)體(ti)包(bao)絡(luo)線(xian)與(yu)低(di)頻(pin)信(xin)號(hao)的(de)變(bian)化(hua)規(gui)律(lv)相(xiang)同(tong),這(zhe)就(jiu)是(shi)調(tiao)幅(fu),相(xiang)應(ying)的(de)已(yi)調(tiao)波(bo)就(jiu)是(shi)調(tiao)幅(fu)波(bo)。如(ru)果(guo)低(di)頻(pin)信(xin)號(hao)是(shi)單(dan)一(yi)頻(pin)率(lv)的(de)正(zheng)弦(xian)波(bo),高(gao)頻(pin)載(zai)波(bo)也(ye)是(shi)單(dan)一(yi)頻(pin)率(lv)的(de)正(zheng)弦(xian)波(bo),兩(liang)者(zhe)通(tong)過(guo)調(tiao)製(zhi)作(zuo)用(yong)得(de)到(dao)調(tiao)幅(fu)波(bo),根(gen)據(ju)幅(fu)度(du)調(tiao)製(zhi)原(yuan)理(li),低(di)頻(pin)信(xin)號(hao)的(de)幅(fu)度(du)與(yu)高(gao)頻(pin)載(zai)波(bo)信(xin)號(hao)的(de)幅(fu)度(du)比(bi)小(xiao)於(yu)1:3的de情qing況kuang下xia,載zai波bo的de包bao絡luo線xian基ji本ben與yu低di頻pin信xin號hao類lei似si。如ru果guo低di頻pin信xin號hao是shi多duo個ge頻pin率lv,則ze調tiao幅fu波bo的de頻pin譜pu即ji為wei載zai波bo和he上shang下xia兩liang個ge邊bian頻pin帶dai。開kai關guan式shi穩wen壓ya電dian源yuan的de低di頻pin脈mai衝chong幅fu度du較jiao小xiao而er高gao頻pin開kai關guan脈mai衝chong的de幅fu度du較jiao大da,在zai開kai關guan式shi穩wen壓ya電dian源yuan內nei部bu這zhe種zhong調tiao幅fu作zuo用yong必bi然ran會hui發fa生sheng,因yin此ci該gai電dian源yuan所suo產chan生sheng的de電dian磁ci輻fu射she就jiu是shi調tiao幅fu幹gan擾rao波bo,由you於yu兩liang者zhe都dou包bao含han豐feng富fu的de基ji波bo和he諧xie波bo。交jiao叉cha調tiao製zhi的de結jie果guo使shi得de幹gan擾rao遍bian布bu在zai超chao音yin頻pin以yi上shang很hen寬kuan的de頻pin率lv範fan圍wei內nei,所suo以yi會hui在zai中zhong、短波範圍內昕到強烈的幹擾聲音,而且這種幹擾幾乎遍布整個波段。
weilejinyibuyanzhengqianshuwentidecunzai,yongyitaizhiliuwenyadianyuandaitijiaoliudianyuan,zhijiexiangkaiguandianyuangongdian,ceshidejieguozhengrushixianyuliaodeyiyang,jiyouyubucunzai100Hz的充電脈衝,不論把收音機放在哪都昕不到由收音機發出的噪聲。
根據以上的試驗可以得到如下的結論:開關電源對於元線電廣播的幹擾主要來自於100Hz低di頻pin充chong電dian脈mai衝chong及ji其qi諧xie波bo調tiao製zhi高gao頻pin方fang波bo形xing成cheng複fu雜za的de調tiao幅fu波bo。由you於yu高gao頻pin開kai關guan方fang波bo的de強qiang度du大da,不bu易yi抑yi製zhi,故gu不bu應ying一yi昧mei地di加jia強qiang高gao頻pin濾lv波bo電dian容rong器qi的de容rong量liang。
由(you)此(ci)聯(lian)想(xiang)到(dao)熒(ying)光(guang)燈(deng)電(dian)子(zi)鎮(zhen)流(liu)器(qi)汙(wu)染(ran)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)的(de)問(wen)題(ti),對(dui)於(yu)熒(ying)光(guang)燈(deng)電(dian)子(zi)鎮(zhen)流(liu)器(qi)也(ye)做(zuo)了(le)相(xiang)應(ying)的(de)試(shi)驗(yan),雖(sui)然(ran)熒(ying)光(guang)燈(deng)可(ke)以(yi)被(bei)點(dian)亮(liang),但(dan)是(shi)隨(sui)之(zhi)而(er)來(lai)的(de)問(wen)題(ti)是(shi)在(zai)該(gai)熒(ying)光(guang)燈(deng)下(xia)幾(ji)乎(hu)無(wu)法(fa)用(yong)收(shou)音(yin)機(ji)收(shou)昕(xin)廣(guang)播(bo),電(dian)台(tai)信(xin)號(hao)被(bei)淹(yan)沒(mei)在(zai)噪(zao)聲(sheng)之(zhi)中(zhong),又(you)由(you)於(yu)該(gai)電(dian)子(zi)鎮(zhen)流(liu)器(qi)的(de)負(fu)載(zai)是(shi)暴(bao)露(lu)在(zai)空(kong)間(jian)且(qie)尺(chi)寸(cun)較(jiao)大(da)的(de)熒(ying)光(guang)燈(deng),因(yin)此(ci)由(you)它(ta)所(suo)輻(fu)射(she)的(de)幹(gan)擾(rao)電(dian)磁(ci)波(bo)強(qiang)度(du)很(hen)大(da),噪(zao)聲(sheng)很(hen)嚴(yan)重(zhong)。
抗幹擾措施
綜上所述,開關式穩壓電源的電磁輻射幹擾主要來自低頻100Hz充電脈衝及其諧波對超音頻振蕩方波及其諧波的幅度調製,減弱的辦法主要有以下幾種:
(1)采用適當容量的濾波電解電容器。主要應該從抗幹擾及性能價格比兩個方麵來考慮。
(2)在zai可ke能neng的de情qing況kuang下xia,采cai用yong適shi當dang的de方fang法fa,減jian少shao超chao音yin頻pin振zhen蕩dang方fang波bo波bo形xing的de過guo衝chong和he振zhen蕩dang。這zhe樣yang做zuo的de目mu的de主zhu要yao是shi減jian小xiao超chao音yin頻pin振zhen蕩dang的de高gao次ci諧xie波bo能neng量liang,從cong而er可ke以yi降jiang低di無wu線xian電dian幹gan擾rao的de程cheng度du。
(3)采cai用yong比bi較jiao完wan善shan的de曆li濾lv波bo網wang絡luo,削xue弱ruo開kai關guan式shi穩wen壓ya電dian源yuan向xiang交jiao流liu市shi電dian回hui輸shu的de幹gan擾rao。該gai濾lv波bo網wang絡luo的de形xing式shi有you很hen多duo,可ke以yi根gen據ju具ju體ti的de電dian源yuan和he負fu載zai來lai綜zong合he考kao慮lv選xuan擇ze電dian路lu形xing式shi。
(4)合(he)理(li)地(di)設(she)計(ji)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban),采(cai)用(yong)大(da)麵(mian)積(ji)接(jie)地(di)措(cuo)施(shi),同(tong)時(shi)加(jia)強(qiang)屏(ping)蔽(bi)。這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)減(jian)少(shao)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)引(yin)起(qi)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)強(qiang)度(du),同(tong)樣(yang)也(ye)能(neng)較(jiao)好(hao)地(di)提(ti)高(gao)該(gai)電(dian)源(yuan)的(de)可(ke)靠(kao)程(cheng)度(du)。
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