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減少開(kāi)關(guān)電源對(duì)電網(wǎng)干擾的方法

如何減少開(kāi)關(guān)電源對(duì)電網(wǎng)的干擾?開(kāi)關(guān)電源對(duì)電網(wǎng)的干擾電壓是在電網(wǎng)和開(kāi)關(guān)電源之間加入LISN的50Ω的電阻上測(cè)得的。德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)VDE和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)FCC都對(duì)開(kāi)關(guān)電源電網(wǎng)傳導(dǎo)干擾的極限進(jìn)行了規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)又分為A類和B類。其中,A類標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)那些用在工業(yè)、商業(yè)和辦公室環(huán)境的裝置的,而B(niǎo)類標(biāo)準(zhǔn)則是針對(duì)那些用于居民的裝置而設(shè)立的,由于涉及民用,其標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格,要求也更高。
減少對(duì)電網(wǎng)干擾的方法有以下幾種:
(1)減少電壓過(guò)沖。減少電壓過(guò)沖既可避免管子承受過(guò)高的電壓,又可減少對(duì)電網(wǎng)的高頻噪聲。選擇反向恢復(fù)電流小的二極管(如炭化硅二極管)也是一種減小干擾源強(qiáng)度的可行的方法。雖然調(diào)整觸發(fā)脈沖的跳變沿和加大柵極的電阻等可以降低dv/dt,但這會(huì)加大開(kāi)關(guān)損耗和降低整個(gè)裝置的效率,需要從開(kāi)關(guān)電源的各項(xiàng)性能來(lái)綜合考慮其取舍。
(2)改進(jìn)調(diào)制方法。將頻率不變的調(diào)制改為隨機(jī)調(diào)制、變頻調(diào)制和所謂“∑△”調(diào)制等等。頻率固定不變的調(diào)治脈沖產(chǎn)生的干擾低頻段主要是調(diào)制頻率的諧波干擾,低頻段的干擾主要是集中在各諧波點(diǎn)上,而隨機(jī)調(diào)制等方法產(chǎn)生的低頻干擾則分散在一定的頻段上,因此,采用上述措施有利于開(kāi)關(guān)電源通過(guò)電磁干擾的頻譜特性的測(cè)試,使之符合電源的電磁標(biāo)準(zhǔn)。
(3)增加輸入濾波器。(1)和(2)兩種方法主要是從減少干擾源的強(qiáng)度著手的,而增加濾波器是從改變耦合通道的特性入手的。增加的共模濾波器是可以減少開(kāi)關(guān)電源對(duì)電網(wǎng)的干擾。如果不加輸入濾波器,電源對(duì)電網(wǎng)的干擾將大大超出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。而加入輸入濾波器后,電源對(duì)電網(wǎng)的干擾則會(huì)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。在測(cè)量時(shí)考慮到開(kāi)關(guān)電源對(duì)電網(wǎng)的低頻段干擾主要是開(kāi)關(guān)頻率整數(shù)倍的各次諧波,故掃頻儀的頻帶分辨率為200Hz,而在150KHz-30MHz頻段頻帶分辨率為9KHz。另外,采用屏蔽措施也可以減少開(kāi)關(guān)電源對(duì)電網(wǎng)的干擾。
電源通過(guò)電磁兼容的測(cè)試鑒定,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求,與開(kāi)關(guān)電源在使用過(guò)程中會(huì)不會(huì)引起不允許的干擾是兩回事。達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的電源使用或處理不當(dāng),在使用中也會(huì)引起嚴(yán)重的干擾。而且,開(kāi)關(guān)電源既是一個(gè)電源裝置,也是一個(gè)噪聲發(fā)生裝置,它和受擾體之間是通過(guò)耦合通道連接在一起的,顯然耦合通道的特性與受擾體的特性配合不好而引起嚴(yán)重的干擾是可能的,開(kāi)關(guān)電源并聯(lián)供電引起整個(gè)系統(tǒng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象也是存在的。
有的受擾體對(duì)干擾的時(shí)域波形敏感,如有的數(shù)字電路在干擾脈沖作用下,會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作與時(shí)域波形有關(guān),即不僅與脈沖幅度有關(guān),而且還與脈寬有關(guān)。即便開(kāi)關(guān)電源達(dá)到了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),但它對(duì)外產(chǎn)生干擾的時(shí)域波形引起較嚴(yán)重的干擾是可能的;谝陨峡紤],有的開(kāi)關(guān)電源用戶,除了要按標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容性能外,還應(yīng)當(dāng)增加一些在開(kāi)關(guān)電源的特定的使用條件下的某些干擾性能的檢測(cè)。
此外,有的開(kāi)關(guān)元件在開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的跳變是不同的,開(kāi)通時(shí)產(chǎn)生的dv/dt會(huì)大于關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的dv/dt,對(duì)外產(chǎn)生的干擾也是前者大于后者。而且,導(dǎo)通時(shí)的跳變與負(fù)載等因素基本沒(méi)有關(guān)系。如果采用隨機(jī)調(diào)制電源和固定頻率的調(diào)制的電源兩者開(kāi)關(guān)元件,如LGBT,其驅(qū)動(dòng)回路的參數(shù)和驅(qū)動(dòng)脈沖都相同,因此兩者的開(kāi)關(guān)的電壓跳變相同;在兩者的對(duì)外干擾耦合通道也相同時(shí),從對(duì)電網(wǎng)的干擾測(cè)試結(jié)果的頻域特性來(lái)看前者要優(yōu)于后者。但對(duì)外的干擾的時(shí)域波形還是相同的,并不一定隨機(jī)調(diào)制的電源就優(yōu)于固定頻率調(diào)制的電源。

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