下图为开关电源的原理图:
图 开关电源原理图
接下来我们逐个分析开关电源引起传导发射的机理。
开关电源的AC转DC部分是引起CE101(25Hz-10kHz)谐波发射的主要原因,我们在分析该部分时,将后面的部分等效为一个负载,因为后面部分电路主要影响CE102(10kHz-10MHz),对我们分析CE101谐波发射没有影响。开关电源的开关频率一般为几十kHz到几百kHz,由于开关管的开关频率一般大于10kHz,因此开关管开关给电路带来的传导骚扰主要落在的CE102的频段,对CE101低频谐波发射没有影响。
接下来我们分析开关电源CE101传导发射发生是如何产生的。CE101是由整流和滤波电路产生。
图 整流和滤波电路
图 整流和滤波电路波形
从上图可以看出,当整流后的电压高于电容两端电压时候,这个时候电容表现为低阻抗,电容充电,有充电电流,电容充到最大电压后,这个时候整流的电压降低,电容电压高于整流电压,这个时候电容表现为高阻抗,电容为后面的负载提供电流,但是不从电源线上吸取电流。因此,因为电容有充放电效应,电源线上电流是周期性的,电容这种周期性的充电产生的电流给电路带来了扰动。比如电源频率为50Hz,那么电容充电产生的电源线上电流也是50Hz周期尖峰电流,这样的电流会有高次谐波产生,从而给电路带来差模传导骚扰。由于电流基频是50Hz,即使10次谐波也只有500Hz,因此主要带来CE101(25Hz-10kHz)谐波发射问题。到CE102频段,这种谐波电流的频谱已经衰减没了,因此不会带来CE102的问题。
接下来我们分析开关电源CE102发生是如何产生的。
CE102产生的源头是开关管的频繁开关在电路中产生了大的du/dt和di/dt,由于开关管的频率一般为几十kHz到几百kHz,因此给电路带来的扰动,主要集中在CE102(10kHz-10MHz)频段,给电路带来差模和共模传导发射。
下面给出开关电源的差模路径
图 开关电源差模传导
图 开关电源差模传导等效电路
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