
眾所周知,開(kāi)關(guān)電源以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),即體積小、重量輕、效率高而得到廣泛應(yīng)用。但它也存在一定的缺陷,即開(kāi)關(guān)噪聲大,嚴(yán)重時(shí)影響本機(jī)乃至外部設(shè)備的正常工作。開(kāi)關(guān)電源的噪聲分為常態(tài)噪聲(Mornia-modelnoise)和共態(tài)噪聲(Common-modelnoise)兩種。
2常態(tài)噪聲的產(chǎn)生與抑制常態(tài)噪聲產(chǎn)生于主開(kāi)關(guān)管開(kāi)通與關(guān)斷期間,其直接影響因素是輸出濾波電容的有效電感(ESL)、變壓器的漏感、寄生電容、開(kāi)關(guān)管的輸出等效電容和整流二極管的等效電容等寄生參數(shù)。常態(tài)噪聲與輸出濾波電容ESL之間的關(guān)系最為密切,必須選擇ESL盡可能小的電解電容。
與共態(tài)噪聲相比,常態(tài)噪盧所占的比例較小。
一般只占噪聲電壓的10% ~20%左右。其處理也較為容易,降低常態(tài)噪聲的有效措施之一就是在輸出端加一級(jí)差模濾波電路,在調(diào)試過(guò)程中只要在輸出端并聯(lián)不同量級(jí)的高頻電容就nj得到有效解決,3共態(tài)噪聲的產(chǎn)生與抑制共態(tài)噪盧是發(fā)生在大地與輸出端之間的噪聲……在U)中,阻抗Z=l/cC,高頻區(qū)域用陶瓷電容、聚酯薄膜電容并聯(lián),其濾波效果更好。在(b)中,噪聲能通過(guò)電容旁路到地線上,這種濾波器連接時(shí)應(yīng)使接地阻抗盡量小。在(c)中,C,C2對(duì)不對(duì)稱噪聲有良好的濾波效果,c3對(duì)對(duì)稱噪聲有良好的濾波效果,連接時(shí)應(yīng)使電容器的引線及接地線盡量短。(d)為常用的噪聲濾波電路,L,L2對(duì)噪聲呈現(xiàn)高阻抗,而C,則對(duì)噪聲呈現(xiàn)低阻抗。當(dāng)采用共模電感結(jié)構(gòu)時(shí),對(duì)于對(duì)稱和非對(duì)稱噪聲都有較好的濾波效果。(e)適用于對(duì)共模噪聲進(jìn)行濾波,應(yīng)注意的是其接地阻抗同樣應(yīng)盡量小。
濾波器電路表示井松電感及其磁通的力'卩,它在同一個(gè)鐵芯上有兩匝數(shù)相等的繞組,電源線的往返電流在鐵芯屮產(chǎn)生的磁通"向扣反,4相抵消。因而不起電感作用;而對(duì)于共模噪聲,能得到一個(gè)大的電感量,呈現(xiàn)高陽(yáng)抗,因此對(duì)M行良好地抑制作用。
共模電感及其磁通的方向是幾模電感的等效電路,其屮共模噪聲是對(duì)共模噪聲和差模噪聲都有效的濾波器電路。其中,LhLC,為抑制差模噪聲回路,L3、C2、C3構(gòu)成抑制共模噪聲回路」L,L2的鐵芯應(yīng)選擇不易磁飽和的材料及M-f特性優(yōu)良的鐵4共態(tài)噪聲抑制的實(shí)現(xiàn)降低交流側(cè)噪聲的濾波器在交流輸人側(cè)加入一個(gè)線性濾波器,該濾波器是一個(gè)低通濾波器,它允許通過(guò)50Hz、60Hz、400Hz的低頻,對(duì)于20kHz~20MHz頻帶范圍,其衰減量應(yīng)達(dá)到30dB~ 100dB.線性濾波器中的共模電感應(yīng)具有小的分布電容,均勻地繞在無(wú)氣隙的圓環(huán)上以減小引線電感。而濾波電容一般采用陶瓷電容、聚酯薄膜電容或聚丙烯電容,用鋼板進(jìn)行屏蔽并與機(jī)殼相連,同進(jìn)線接地應(yīng)良好。實(shí)用的交流側(cè)線性濾波器如(c)所示。
降低直流側(cè)噪聲的濾波器在直流側(cè),變壓器原邊P點(diǎn)(即接于兩個(gè)MOSFET管的中間點(diǎn))電位的變化是產(chǎn)生共態(tài)噪聲的原因之一,因此,最有效的辦法就是將變壓器原副邊隔離開(kāi)(加屏蔽層)。的共模吸收電路。共模吸收網(wǎng)絡(luò)的吸收效果取決于共模電感和共模電容的高頻特性。需要指出的是對(duì)共態(tài)噪聲,在輸出端并聯(lián)電容是不起作用的。
當(dāng)開(kāi)關(guān)電源供給負(fù)載的配線較長(zhǎng)時(shí),共模噪聲經(jīng)寄生電容傳播,輸出噪聲增大。若采用絞扭線,則可大大降低噪聲。與平行線相比較,用1m長(zhǎng)、5cm間距的平行線傳送時(shí),負(fù)載側(cè)的噪聲電壓為600mV;改用間距1cm的絞扭線傳送時(shí),負(fù)載側(cè)噪聲電壓僅為14mV.選擇合理的電路布局也可以有效地降低共態(tài)噪聲在組裝開(kāi)關(guān)電源時(shí),必須根據(jù)整機(jī)的要求確定分機(jī)的體積和形狀。隨著單位體積輸出功率的增大,靜電場(chǎng)和電磁場(chǎng)ch/df強(qiáng)度也隨之增大,干擾也就增大。干擾強(qiáng)度隨導(dǎo)線和噪聲源之間的距離的平方而減小,即當(dāng)距離減小一半時(shí),噪聲將為原來(lái)的1/4.由于共態(tài)噪聲主要是通過(guò)耦合地電容傳送到輸出端的,因此,主開(kāi)關(guān)管與散熱片之間應(yīng)加屏蔽層,輸出線與機(jī)殼的走線也不宜靠得太緊。實(shí)際工作中常采用所示的元件分布圖,它具有較好的抑制噪聲的效果。