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开关电源分析

2012-10-22 17:20:59 2153 开关电源

0 开关电源分析测过的开关电源合照电路板滤波、整流 pwm芯片测试中用到的阻性负载。左边四个22欧姆电阻并联，用于5V；中间两个56欧姆并联，用于24伏；右边一个56欧姆，用于36伏。带宽限制为20M,交流输入，测到这个。令人沮丧的波形。可以看出开关频率为82K。已经测试过能拿到的所有电源，只有MW D-60B没有这种纹波，很干净。其他的或轻或重，都有这种纹波。电源地（E)与输出地短接测到的波形这个我曾做过比较仔细的测试，包括双电源协同工作，纹波,负载能力…… 纹波在5V的时候一般都超过0.1V，双电源备份协同工作时一块不工作以后响应还是比较快的，肖特基整流二极管和电源模块的温度特性不好，随着温度的上升有很大的压降，50与56度竟有0.3-0.4V的压降，一共才5V啊。 . 包络的周期是100HZ。推论是：桥式整流，二极管导通期间，产生震荡。通过2楼图中视野中心的Y电容注入大地(E)。为了证实这一点，去掉两个Y电容，再测试，无论如何，波形干净得像公仆了！问题是：Y电容能去掉吗？试过在四个二极管上并联103电容，结果震荡更甚。 Y电容放在共模电感的前面和放在共模电感的后面,滤波效果大不一样的,具体怎么不一样我忘记了,好象Y电容放在共模电感的后面效果会更好一些,如果是两级复合式滤波可能会更好吧串模干扰是两条电源线之间(简称线对线)的噪声，共模干扰则是两条电源线对大地(简称线对地)的噪声。 EMI基本电路上面的图有两个输入端、两个输出端和一个接地端，使用时外壳应接通大地。电路中包括共模扼流圈(亦称共模电感)L、滤波电容C1~C4。Ｌ对串模干扰不起作用，但当出现共模干扰时，由于两个线圈的磁通方向相同，经过耦合后总电感量迅速增大，因此对共模信号呈现很大的感抗，使之不易通过，故称作共模扼流圈。它的两个线圈分别绕在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上，当有电流通过时，两个线圈上的磁场就会互相加强。两级复合式EMI滤波器上图是一种两级复合式EMI滤波器的内部电路，由于采用两级滤波，因此滤除噪声的效果更佳。针对现场存在重复频率为几千赫兹的快速瞬态群脉冲干扰的问题，国内外还开发出群脉冲滤波器，能对上述干扰起到抑制作用。单片开关电源一般采用简易式单级EMI滤波器为减小体积、降低成本，单片开关电源一般采用简易式单级EMI滤波器图(a)与图(b)这样的电路一般在开关电源里很少见(整体效果不好). 图(c)中的L、C1和C2用来滤除共模干扰，C3和C4滤除串模干扰。R为泄放电阻，可将C3上积累的电荷泄放掉，避免因电荷积累而影响滤波特性；断电后还能使电源的进线端L、N不带电，保证使用的安全性。图(d)则是把共模干扰滤波电容C3和C4接在输出端。这个C3和C4就是Y电容, 通过用电流探头检测L线上的电流与纹波电压的关系，进一步明确了异常纹波与二极管导通的关系，最大的可能，是整流二极管导通期间引发震荡，通过Y电容注入大地。如果电路的GND与大地（E）联通，干扰便进入了系统。这与电源输出滤波单元无关。去掉Y电容，异常纹波消失，能证实以上的推测。 EMI电路的作用，简单说是不许L、N线上的干扰进来，也阻止电源的杂波进入L、N 。有关标准中是否涉及：电源是否可以向大地（E）注入杂波？如果电源会向大地注入杂波，由于在很多应用中，GND与大地(E)连通，而接地电阻也不会是0,这杂波必然会回到系统中。（蓝色为L线电流示意，）。从LZ的若干实验基本可以判断出以下结论：输出地线上的干扰主要是由于在整流桥导通阶段，原边线圈开关的时候，原边整流电路耦合电容上的纹波电压通过Y电容耦合到地线的。要想减小这个纹波干扰，可以从整流去耦电路方面想办法，例如减小去耦电容的ESR（最直接的办法是加大电容，不过这是高压电容，成本上未必承受得起），或者是在整流后加一级Pi型LC滤波。当然，把Y电容放到去耦电感之前，也应该能够减小这个干扰，不过这样一来，尽管内部干扰串进去的机会小了，可是外来干扰串进来的机会就大了，需要仔细权衡。最合适的做法应该是外部电源输入先经过一级共模电感，然后接Y电容，再接一级差模电感，再到整流桥。嗯，补充一句，这个干扰应该不是什么振荡，就是变压器原边开关产生的。还有一个试验可以证明这个结论，测量不同负载下的输出纹波干扰，如果在轻载下干扰小，重载下干扰大，就更加能够证明上述分析。因为重载时原边线圈的开关电流更大，在耦合电容上会产生更大的纹波电压。 1
2012-10-22 17:20:59　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 开关电源原理分析 2085 • 开关电源案例分析 1943 • 数控开关电源设计及原理分析 91 • 彩电开关电源的分析 11044 • 反激式开关电源原理分析 1566 • 【模电】0017 开关电源的原理及分析 16 • 线性电源与开关电源分析 1980 • 关于线性电源与开关电源的分析 3818 • PWM开关电源的实用分析与设计技术 3 • 隔离反激开关电源原理及应用分析 10 2 个讨论