开关电源的电磁兼容性研究

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伴随着微电子技术迅速发展,小型化和高频化开关电源的应用日趋广泛,但开关电源工作时产生的电磁干扰(EMI)发射对开关电源本身及其他设备的影响已成为人们关注的焦点,因而开关电源的电磁兼容性问题越来越受到重视。本文首先介绍了开关电源电磁兼容的相关概念及研究电磁兼容的重要意义,对电磁兼容的基础有了较全面的认识。在了解相关背景的基础上介绍了当前电磁兼容的国际标准和组织以及我国电磁兼容标准。针对开关电源工作中产生电磁干扰的特点,对高频开关电源的工作原理及电磁干扰产生的机理进行了阐述,指出目前常见的抑制电磁干扰的几种方法如软开关技术、接地技术、屏蔽技术以及优化功率开关管的驱动电路设计等。针对开关电源电磁兼容的抑制方法设计了优化功率开关管的驱动电路,延缓功率开关器件的导通/关断过程可以通过设计缓冲吸收电路来降低开关电源的电磁十扰。另外还还可以通过选择适当的开关管的箝位电路参数,在保持电路性能同时降低开关电源的电磁干扰。近年来,从优化功率开关管的电路设计来改善开关电源的电磁干扰成为一条较为实用的途径。本论文针对优化功率开关管的电路设计,提出了一种改进的箝位电路设计方法,通过抑制漏感产生的电压尖峰,降低了开关管的应力,并有效的改善了电源的电磁干扰情况。本论文介绍了常用的三种滤波器:有源滤波器、无源滤波器和混合滤波器,分析了三种滤波器的插入损耗,比较了它们各自的优缺点和应用场合,着重分析了谐振半桥变换器的设计,提出了用交错功率因素校正加谐振半桥的拓扑来设计一款300W的LED驱动电源,这种组合的拓扑有利于降低EMI滤波器的设计困难。针对该驱动电源设计了一种高阶无源滤波器,并通过实验对比验证了其有效性。
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