开关电源电磁干扰抑制技术分析论文_苏国威

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摘要:本文以开关电源中的电磁干扰抑制技术为研究对象,对其中的应用技术内容作出分析。在分别介绍滤波技术、屏蔽技术、软开关技术、PCB设计、接地处理这五方面内容的同时,供相关研究参阅。

关键词:开关电源;电磁干扰;干扰抑制;应用技术

引言:工业化水平的发展,使得开关电源的应用空间明显增加。在设备使用与研发的过程中,由于设备自身工作于较高的开关频率,在使用过程中经常会遇到电磁干扰问题,为设备的使用安全性,带来了极大的风险隐患。因此,抑制其中的电磁干扰情况,成为了技术研究与攻关过程中的重点问题。

一、滤波技术

滤波技术可以处理电路系统中的不稳定运行信号,通过对信号数据的矫正,确定开关电压的稳定状态。同时在分散到各个电路元件的基础上,分析其各自的干扰状态,避免开关电源与网络信号间产生干扰问题。在技术内容上,可以通过电路系统中的反馈信息系统,确定信号条件下的干扰情况,并形成具体的应用数值,以此保证滤波处理的针对性与精确度。

应用方法上,可以使用抗干扰滤波器设备,将其设置在电源输入与输出端口的同时,控制系统中的干扰信号条件。在接入滤波器的过程中,结合开关电源的特性条件,通过对系统复杂性特征的有效分析,确定电流抑制过程中的滤波器频率与阻抗条件,在得到基础数值的同时,维持开关电源系统的稳定状态。另外,在技术应用过程中,可以应用无源滤波技术(系统结构如图1所示),对现有的开关设备进行调整,通过对共模与差膜结构的整体性控制,确定电磁防护的全面性,以便更好的执行技术防控[1]。

尤其在无源滤波器的运转中,通过阻断干扰电流在电路系统中的流动状态,可以有效的限制电路中的电感、电阻、电容等元件设备对于电磁波的传输。由此,不仅可以保证电磁波的传播水平,也能在电磁干扰抑制的过程中,保证元件设备的正常工作状态。而这种以无源滤波技术为核心的抗干扰处理,其应用价值主要体现在电路噪声源的控制中,并在功率条件相对较小的开关电源电路系统中,表现出较强的应用价值。

图 1 无源滤波技术系统

二、屏蔽技术

开关电源的电磁管理中,屏蔽技术的应用条件较为常见,在执行管理的过程中,通过对电磁场的变化管理,有效的限制电流对于开关的影响效果,并在屏蔽电磁波的条件下,保证电路系统的安全状态。

屏蔽技术的应用中,可以将其分为静电屏蔽与电磁屏蔽两种类型,针对性的对开关电源中的静电场与电磁场进行交叉管理,以此实现电磁干扰的控制与管理。尤其在电磁干扰信号的处理过程中,这种技术条件可以高质量的切断干扰源与敏感物体之间的联系,并在完成阻隔处理后,形成特定的电磁场结构,以此保证屏蔽与阻断干扰电流的应用效果。尤其在防止变压器干扰条件的过程中,能够阻断其运转过程中产生的电磁干扰条件,并在变压器设备的周围,形成铜质的屏蔽板结构,以此保证开关电源的安全运行状态。

三、软开关处理

软开关处理技术的应用,可以有效地降低开关电源系统中干扰条件,并保证系统的稳定状态。在技术原理上,通过在电路系统的元器件结构中的键入小电感结构,或是在元器件的应用上作出适当的调整,以此限制电路干扰电流。尤其在电感、电阻、电容等谐振型的元器件设备中,可以有效的限制整体系统中的电磁波条件,并在开关管的对应位置,形成谐振控制系统,以此消除在电感线圈与开关管中产生的不稳定波动。而由于开关操作过程中,会在电压与电流瞬时变化的条件下,产生突增的能耗条件。因此,在软开关技术的应用中,需要对设备开关的能耗条件进行控制,并尽可能的降低管芯的温度,以此使开关电源维持稳定。 技术应用中,软开关技术,需要对利用谐振电路控制、零开关PWM电路、零转换PWM电路等技术提条件,对整体的电路内干扰问题进行控制。在发挥谐振换相技术优势的同时,实现开关电源的稳定效果最优化调整。然而在开关电压的控制过程中,会在辅助开关的电路控制中,形成电磁干扰问题。以此,需要在应用这一技术条件的过程中,进行深入的分析,在确定技术合理性的基础上,通过其它技术手段的辅助作用,保证技术应用内容的全面性。

四、PCB设计

PCB技术,是新型的防干扰技术手段,在应用中,可以在屏蔽集成电路板电子器件的条件下,实现开关电源电路的保护,降低出现电磁干扰的概率。实际操作中,这种PCB结构中会将敷铜箔层压板作为基础元件,在应用板身覆盖焊漆的基础上,保证电气主板的防护效果。同时,应用PCB技术完成电磁干扰防护设计,可以避免电磁信号在感应条件下的无序扩散。能够对小型的元器件组合结构进行防护,并提高开关电源结构的稳定性。

从整体结构的角度出发,通过PCB技术,对接地装置、布局设置、电磁屏蔽等内容的优化调整,也能起到防电磁干扰的作用。尤其在电路系统中,通过对逻辑电路信号的调整,防止出现电路对于开关装置产生电磁干扰问题。而在滤波电容设备的支撑下,也可以保证电容器电路的设计水平,通过对接地的稳定性控制,避免出现干扰问题[2]。因此,在PCB技术条件下,对于电磁干扰状态的防护,呈现出整体性的应用特征。

五、接地处理

开关电源的电路系统设计中,为实现安全性的强化,并有效抑制环境中的各种电磁干扰条件,需在结构中设置接地装置,通过接地电路系统的连接,将开关使用过程中产生的瞬间电磁流,以接地条件为引导,传送到外部环境中。由此,不仅可以保证主体结构的稳定性,还可体现出防磁水平的针对性,是性质有效的开关电源抗干扰处理方法。

在PCB设计中,尽量遵照“一点接地”的基本原则。执行开关系统接地处理的过程中,需杜绝电磁线结构贯穿接地环行为,以此降低出现电磁感应噪音的产生条件。通常情况下,这种抑制变化条件下的电磁干扰屏蔽处理方法,可以保证系统接地处理的有效性,并在配合交流、直流、数字、模拟电路等结构的基础上,形成有效的分离处理,以此实现接地处理的完整性设定。

总结:综上,对于开关电源结构中的抗干扰处理,需要对其中的各项技术内容进行综合性整理,在实现分析干扰产生条件的基础上,采取合理的应对措施,处理其中的电磁干扰问题。由此,在保证技术合理性的基础上,使电源通路在瞬间磁场条件下,维持基本的工作条件,提高设备的应用技术完整性。

参考文献:

[1]苏利捷,黄保栋,次仁罗布.混联式PHEV中DC/DC变换器辐射电磁干扰分析与抑制[J].电测与仪表,2019,56(07):35-42.

[2]邸净宇,王雅静,刘斌,等.开关电源电磁兼容性试验出现的问题分析与整改[J].电子世界,2017(20):127-128.

论文作者:苏国威

论文发表刊物:《科技新时代》2019年5期

论文发表时间:2019/7/23

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