1 引言
隨著開關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,,其電磁干擾已成為一個很嚴(yán)重的問題,,為了使電源產(chǎn)品滿足EMC的要求,,設(shè)計(jì)人員就應(yīng)在設(shè)計(jì)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(zhǔn)備,。
2 開關(guān)電源EMI的特點(diǎn)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,。
因干擾的存在,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(shí)驗(yàn)
在中科院近代物理研究所新建的大型物理實(shí)驗(yàn)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(yàn)所需的磁場能量,。其中195A/370V開關(guān)電源就是運(yùn)用在其冷卻段,。
由于在設(shè)計(jì)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(jìn)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(jī)一臺,,NNLK 8129線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)一臺,計(jì)算機(jī)一臺,。
圖1(a)測試方案
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(yán)重超越國家標(biāo)準(zhǔn)GB4824-2001關(guān)于1組A類傳導(dǎo)騷擾的標(biāo)準(zhǔn)(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。
圖2 EMI濾波器的原理圖
1,、方案一及測試數(shù)據(jù)
圖3(a)方案一
圖3(b)由方案一測得得數(shù)據(jù)
2,、試驗(yàn)方案二及測試數(shù)據(jù)
圖4(a)方案二
圖4(b)由方案二測得得數(shù)據(jù)
3、試驗(yàn)方案三及測試數(shù)據(jù)
圖5(a)方案三
圖5(b)由方案三測得得數(shù)據(jù)
經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn),,我們可以看出,,按照方案一(圖3a)進(jìn)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(jìn)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(jìn)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?yàn)槲覀兊哪康氖墙档虴MI干擾,。為了達(dá)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(dá)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(jì)算可由下式求得:
式中:V1- 沒有濾波器時負(fù)載上的噪聲電壓:V2- 插入濾波器時負(fù)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,。
參考文獻(xiàn)
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