| 大功率開關(guān)電源中EMI干擾的抑制 1 引言 隨著開關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，其電磁干擾已成為一個很嚴重的問題，為了使電源產(chǎn)品滿足EMC的要求，設(shè)計人員就應(yīng)在設(shè)計階段考慮這一問題，同時也要做好在現(xiàn)場處理這一問題的準備。 2 開關(guān)電源EMI的特點與危害 開關(guān)電源的功率管工作在非線性條件下，采用脈寬調(diào)制（PWM）開關(guān)控制方式 ，加之開關(guān)頻率的不斷提高，使得電磁干擾越來越突出，對電網(wǎng)造成污染?！∫蚋蓴_的存在，輸入電源的電網(wǎng)受到了干擾，影響到其它設(shè)備，使其不能正常的工作，也影響到電網(wǎng)的供電質(zhì)量。所以尋找干擾抑制的方法是很必要的。 3 大功率開關(guān)電源中EMI抑制實驗 在中科院近代物理研究所新建的大型物理實驗裝置CSR冷卻存儲環(huán)中，有大量開關(guān)電源為磁鐵提供電能，以滿足試驗所需的磁場能量。其中195A/370V開關(guān)電源就是運用在其冷卻段。 由于在設(shè)計和生產(chǎn)階段，廠家未考慮電磁兼容問題，以至于在安裝調(diào)試階段，造成對其他設(shè)備的影響，也是輸入電網(wǎng)受到污染，為此我們按照圖1（a）所示得方案，對其進行EMI干擾測試，其結(jié)果見圖1 （b）。測試儀器是德國SCHWARZBECK公司生產(chǎn)的FCKL1528接收機一臺，NNLK 8129線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）一臺，計算機一臺。 測試方案 圖1（a）測試方案 測試數(shù)據(jù) 圖1（b）測試數(shù)據(jù) 根據(jù)圖1的方案和結(jié)果可以看出，在該臺設(shè)備未做任何改造以前，其EMI干擾是存在的，而且很嚴重超越國家標準GB4824-2001關(guān)于1組A類傳導(dǎo)騷擾的標準（150KHz～0.5MHz 是79dB， 0.5MHz～ 30MH是73 dB），尤其是在 150KHz～2MHz之間。為此，我們采用了截斷干擾源的方法，即利用EMI濾波器（濾波器的接地要可靠）和一變壓器（△/Y-11接發(fā)），該變壓器其隔離作用，其中EMI濾波器的原理圖如圖2所示，共按照三種方案測試，通過測試，找出適合我們需要的方案。 EMI濾波器的原理圖 圖2 EMI濾波器的原理圖 1、方案一及測試數(shù)據(jù) 方案一 圖3（a）方案一 由方案一測得得數(shù)據(jù) 圖3（b）由方案一測得得數(shù)據(jù) 2、試驗方案二及測試數(shù)據(jù) 方案二 圖4（a）方案二 由方案二測得得數(shù)據(jù) 圖4（b）由方案二測得得數(shù)據(jù) 3、試驗方案三及測試數(shù)據(jù) 方案三 圖5（a）方案三 由方案三測得得數(shù)據(jù) 圖5（b）由方案三測得得數(shù)據(jù) 經(jīng)過一系列的實驗，我們可以看出，按照方案一（圖3a）進行改造，可以使設(shè)備的EMI傳導(dǎo)干擾在150KHz～1.5MHz平均衰減15dB（由圖 1b和圖3b比較所得）;按照方案二（圖4a）進行改造，可以使設(shè)備的EMI傳導(dǎo)干擾在150KHz～1.5MHz平均衰減30dB（由圖1b和圖4b比較所得）; 按照方案三（圖5a）進行改造，可以使設(shè)備的EMI傳導(dǎo)干擾在150KHz～1.5MHz平均衰減35dB（由圖1b和圖5b比較所得）。 對于不同的方案，為什么會有不同的結(jié)果？因為我們的目的是降低EMI干擾。為了達到這一目的，我們采用的是在電網(wǎng)與電源之間插入EMI濾波器，這樣就可以達到干擾信號的衰減。但由于不同的方案所插入濾波器的阻抗值不同，插入損耗也不同，插入損耗的計算可由下式求得： 插入損耗 式中：V1- 沒有濾波器時負載上的噪聲電壓：V2- 插入濾波器時負載上的噪聲電壓。從數(shù)據(jù)的分析，我們可以看出，我們所采用的方案都對EMI傳導(dǎo)干擾起到了抑制作用，但從噪音衰減的數(shù)值分析，方案二是最優(yōu)的。最終我們采用方案二做為本次改造的最優(yōu)方案。 |
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