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如何减少开关电源对电网干扰？

发布时间： 2016-07-09 09:17:14 关注量：1423

在设计及使用开关电源的过程当中，很多工程师都会面临一个问题就是：如何减少开关电源对电网的干扰呢？开关电源对电网的干扰电压是在电网和开关电源之间加入LISN的50Ω的电阻上测得的。德国标准VDE和美国标准FCC都对开关电源电网传导干扰的极限进行了规定。标准又分为A类和B类，或者称之为1类，或2类。其实中1类是指针对，工商业、工作办公环境而设置的，其实中2类是指针对针对居民的生活环境而设立的。针对生活环境的标准更高，要求也严格，因为不这样的话对人身及生活环境会产生更大的危害。

电源通过电磁兼容的测试鉴定，达到标准的要求，与开关电源在使用过程中会不会引起不允许的干扰是两回事。达到标准的电源使用或处理不当，在使用中也会引起严重的干扰。而且，开关电源既是一个电源装置，也是一个噪声发生装置，它和受扰体之间是通过耦合通道连接在一起的，显然耦合通道的特性与受扰体的特性配合不好而引起严重的干扰是可能的，开关电源并联供电引起整个系统不稳定的现象也是存在的。有的受扰体对干扰的时域波形敏感，如有的数字电路在干扰脉冲作用下，会产生误动作与时域波形有关，即不仅与脉冲幅度有关，而且还与脉宽有关。即便开关电源达到了相应的标准，但它对外产生干扰的时域波形引起较严重的干扰是可能的。基于以上考虑，有的开关电源用户，除了要按标准检测开关电源的电磁兼容性能外，还应当增加一些在开关电源的特定的使用条件下的某些干扰性能的检测。
此外，有的开关元件在开通和关断时产生的跳变是不同的，开通时产生的dv/dt会大于关断时产生的dv/dt，对外产生的干扰也是前者大于后者。而且，导通时的跳变与负载等因素基本没有关系。如果采用随机调制电源和固定频率的调制的电源两者开关元件，如LGBT，其驱动回路的参数和驱动脉冲都相同，因此两者的开关的电压跳变相同；在两者的对外干扰耦合通道也相同时，从对电网的干扰测试结果的频域特性来看前者要优于后者。但对外的干扰的时域波形还是相同的，并不一定随机调制的电源就优于固定频率调制的电源。

目前，减少对电网干扰的方法有以下几种：
（1）减少电压过冲。减少电压过冲既可避免管子承受过高的电压，又可减少对电网的高频噪声。选择反向恢复电流小的二极管（如炭化硅二极管）也是一种减小干扰源强度的可行的方法。虽然调整触发脉冲的跳变沿和加大栅极的电阻等可以降低dv/dt，但这会加大开关损耗和降低整个装置的效率，需要从开关电源的各项性能来综合考虑其取舍。
（2）改进调制方法。将频率不变的调制改为随机调制、变频调制和所谓“∑△”调制等等。频率固定不变的调治脉冲产生的干扰低频段主要是调制频率的谐波干扰，低频段的干扰主要是集中在各谐波点上，而随机调制等方法产生的低频干扰则分散在一定的频段上，因此，采用上述措施有利于开关电源通过电磁干扰的频谱特性的测试，使之符合电源的电磁标准。
（3）增加输入滤波器。（1）和（2）两种方法主要是从减少干扰源的强度着手的，而增加滤波器是从改变耦合通道的特性入手的。增加的共模滤波器是可以减少开关电源对电网的干扰。如果不加输入滤波器，电源对电网的干扰将大大超出相应的标准。而加入输入滤波器后，电源对电网的干扰则会符合相应的标准。在测量时考虑到开关电源对电网的低频段干扰主要是开关频率整数倍的各次谐波，故扫频仪的频带分辨率为200Hz，而在150KHz-30MHz频段频带分辨率为9KHz。另外，采用屏蔽措施也可以减少开关电源对电网的干扰。

客户感言

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北京合康亿盛变频科技股份有限公司

经人介绍认识了艾德杰，试着从他们那里买了一套产品，性能稳定，故障几乎没有，即便有点小问题，他们也会过来处理，后来就一直和他们进行友好合作。
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李明仕

湖北武汉人 1970年7月出生硕士学历。从事电源设计研发工作30年，先后担任多家电源公司的技术总监技术成果 1． 1996年获武汉市科学技术研究成果证书武科成证字(96)第014号登记号WK9601003 成果名称:DTK系列开关型直流稳压电源 2． 1996年武汉高创电子有限公司的电源项目获得电源行业的第一个国家火炬计划 3． 2000年武汉玉星电子有限责任公司<<电压过零检控软开关电源>>项目获科技部中小型企业创新基金无偿资助,项目代号20004214054563 4.　电源方面各项专利近20项，其中发明专利2项。 5. 国内电源期刊上发表多篇论文。

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沈锦飞

1955年出生，现任江南大学物联网学院教授、硕士生导师。主要从事电力电子电路、装置与电能质量控制的研究和教学工作，发表学术论文30多篇，其中EI检索5篇，获得教育部科技进步奖、江苏省教学成果奖、无锡市科技进步奖，多项发明专利，主编本科教材；被评为无锡市优秀教师、市级先进个人。是中国自动化学会会员、江苏省电工协会自动控制系统专委会委员、无锡市自动化学会理事、无锡市电机工程学会理事。

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颜文旭

1971 年出生，现任江南大学物联网工程学院教授，硕士生导师。现主要从事电力电子技术及智能控制、机电一体化及过程控制等领域的研究和开发工作，发表学术论文30篇（其中EI收录6篇），获专利12项，参加编制十二五国家级规划教材，国家自然科学基金项目，省青年科学基金项目，市级重点实验室建设，主持方块地毯自动包装生产线开发、2.0MW风力发电变流器、10kV高压固态软起动器、船舶压载水物理强化处理核心技术...

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