开关电源的电磁兼容性设计与测试

开关电源的电磁兼容性设计

摘要：系统地分析了开关电源产生噪声的

主要原因及产生噪声的回路和部件，给出了

相应的抗干扰措施，从而提高了形状电源的

电磁兼容性。

关键词：开关电源 噪声 电磁兼容性

开关电源不需要沉重的电源变压器，具有体

积小、重量轻、效率高的优点，且市场上已有成品开关电源集成控制模块，使电源设计、调试简化许多，所以，在大多数的电子设备（如计算机、电视机及各种控制系统）中得到了广泛的应用。然而，开关电源自身产生的各种噪声却形成了一个很强的电磁干扰源。这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强，对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁。因此，只有提高开关电源的电磁兼容性，才能使开关电源在那些对电源噪声指标有严格要求的场下被采用。

1 开关电源产生噪声的原因

开关电源的种类很多，按变换器的电路结构可分为串行联式和直流变换式两种；按激励方式可分为自激和它激两种；按开关管的组合可分为桥式、半桥式、推换式等。但无论体积类型的开关电源都是利用半导体器件的开和关工作的，并以开和关的时间比来控制输出电压的高低。由于它通常在20kHz以上的开关频率下工作，所以电源线路内的dv/dt、di/dt很大，产生很大的浪涌电压、浪涌电流和其它各种噪声。它们通过电源线以

兰州交通大学毕业设计（论文）

摘 要

随着电力电子技术的发展和新型功率元器件的不断出现，开关电源技术得到了飞速的发展，在计算机、通讯、电力、家用电器、航空航天等领域得到广泛应用，取得了显著的成果。

本论文是通过用电源控制芯片M51995AFP设计并制作一种开关电源，该开关电源是通过PWM技术控制开关的占空比来调整输出电压的，以达到稳定输出的目的。

论文主要完成的内容有：

（1）根据设计需要选择开关电源电路；

（2）设计输入整流滤波电路，并确定相关器件参数； （3）基于M51995AFP对开关电源的控制核心部分进行设计； （4）设计输出整流滤波电路，并确定相关器件参数； （5）设计电压反馈电路；

（6）通过实验和计算对设计中的数据进行验证。

本论文对开关电源的滤波、整流、反馈电路等分别作了细致的研究工作，通过实验和计算，掌握了开关电源设计的核心技术，并对设计过程进行了详尽的阐述。

关键词：开关电源；占空比；PWM

I

兰州交通大学毕业设计（论文）

Abstract

With the development of the electronic technology and the emerging of new power componen

开关电源设计报告

一、 系统原理与理论分析计算

本文以UC3842为核心控制部件，设计一款DC36V~60V输入，DC6.5V/4A输出的单端反激式开关稳压电源。开关电源控制电路是一个电压、电流双闭环控制系统。变换器的幅频特性由双极点变成单极点，因此，增益带宽乘积得到了提高，稳定幅度大，具有良好的频率响应特性。其电路原理图如图1所示。

1、简要介绍其工作原理：

本电路有三部分组成：主电路，控制电路和保护电路。其中主电路采用的是单端反激式电路，它是升降压变换器的推演并加隔离变压器而得。此电路的优点是：电路简单，能高效提供直流输出，且它是所有电路拓扑中输入电压范围最宽的。这对于输入环境恶劣发热负载时比较好的。它的缺点是：输出纹波较大，但这可以通过在输出端增加一级LC滤波器来减小纹波。这种电路通常适合应用在输出功率在250W以下，电压和负载的调整率在5%~8%左右的电路中。反激式电路也有电流连续和电流断续两种工作模式，但值得注意的是反激式电路工作于电流连续模式下会显著降低磁芯的利用率，所以本文设计电路工作在电流断续模式下。

控制电路是开关电源的核心部分，控制的好坏直接影响电路的整体性能，在这个电路中采用的是以UC3842为核心的峰值电流型双闭环控制

电源工程师设计札记（一）：轻松完成电源设计

2012年06月11日 13:45 来源：本站整理 作者：电子大兵 我要评论(2) 标签：电子发烧友网(153)电源设计(170)电源工程师(10)

电子发烧友网按：电源设计对于每个工程师来说都会有点熟悉而又陌生的感觉。如何有效攻克电源设计中遇到的疑难杂症？加强工程师之间沟通，充分利用工程师的设计心得是其中一个有效途径。基于此，电子发烧友网将电子发烧友网读者奉上《电源工程师设计札记》系列大餐，之后还将会推出相关电子书，敬请留意！ 1、如何使过压过流电路保护设计更轻松？

对于大型的控制电路，比如LED灯塔的电源控制线路，其保护以及维修都是一个比较复杂的工程。使用TBU方案，是否可以使过压过流电路保护解决方案设计更轻松呢？ 本文从传统的保护元器件入手，对比传统过流过压保护元器件和TBU方案的工作方式，深度解析TBU与传统过压过流电路保护元件的区别及其应用限制，为广大电子工程师探索过压过流电路保护方案轻松设计之道。 保护元器件的分类

保护电子元器件主要分成两大块，如图所示，一块是过流保护，一块是过压保护。

相对过压的保护元件，过流的保护元件主要分成图示上部分的几块，右边的元件反

开关电源电磁干扰抑制技术

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开关电源电磁干扰抑制技术

于淑芳,何忠跃,徐红丽

(湖南信息职业技术学院,湖南望城　410200)

摘　要:为了抑制开关电源电磁干扰对电源本身、电网及周围环境的影响,设计者从干扰源、传播途径和受扰设备这三要素入手,分别采用有源滤波技术、屏蔽和接地技术、PC B 设计技术、扩频调制技术等来抑制电磁干扰,对抑制电路中的传导干扰和辐射干扰起到了明显的效果,达到了改善开关电源电磁兼容性能的目的。也为工程设计人员提供了理论参考。

关键词:开关电源;电磁干扰;滤波;屏蔽

中图分类号:TP274　　　　　文献标识码:A 　　　　　文章编号:10042373X (2010)1020193203

Suppression T echnique of Electromagnetic Interference in Switching Pow er Supply

YU Shu 2fang ,H E Zhong 2yue ,XU H

电动车辆电磁兼容性整车测量与分析

－测试与测绩

电动车辆电磁兼容性整车测量与分析

ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｉｎＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ

北京理工大学机械与车辆学院孙铁雷林程孙逢春

摘要

基于电磁兼容理论，指出了电动车辆系统中的电磁干扰源与干扰途径，详细说明了电动车辆驱动系统中高功率，变换器件和高频率陡沿等干扰源；同时对电动车辆中电磁干扰中的耦合与串扰、共地干扰等进行建模与分析。最后通过整车干扰的测试，总结了电动车辆电磁骚扰在电磁干扰方面的特性。关键词

电动车辆；驱动系统；数字电路；测量

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｉｔｓｐａｔｈｗａｙｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ．Ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ

ｓｏｕｒｃｅｓ

ｓｕｃｈ

ａｓ

ｈｉｇｈｐｏｗｅｒ

ｃｏｎｖｅｒｔｅｒａｎｄ

ｈｉｉｓｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｒｅｃｉｐｉｔｏｕｓｅｄｇｅｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅａｒｅｐｍｐｏｓｏｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ

ｃｏｕｐｌｉｎｇａｎｄｃｒｏｓｓｔａｌｋｏｆｃａｂｌ

开关电源测试规范 ——trappedwolf

一．测试项目

测试 项目 定义 测试条件 说明 电源的输入I/P：Nomina 功率： Pi=Ui*Iidt = O/P:Min./HalfVrms *Arms /Full Load *Power Facto 输入功率* r(watt) 即为Ta:25℃ 对一周期内其输入电压与电流乘积之积分值。 电源供应器I/P：Nomina 的效率之定 义为：η=Vo* O/P:Min./HalfIo / Pin即为/Full Load 电源效率* 输出功率与 输入功率之Ta:25℃ 比值。 输入电压在I/P：Nominal 额定范围内 变化时，输出O/P:Min./Half/F电压之变化ull Load 率。 负载调整率* Ta:25℃ 需注意的是Watt≠Vrms*Arms而是Watt=Vrms*Armsx*P.F其中P.F.为功率因数。Power Factor其功率因数为1～0之间。 Min：最小负载，取10%FULL Load Half：半载 Full：满载 效率提供对电源供应器正确工作的验证，若效率超过规定范围，即表示设计或零件材料上有问题，效率太低时会导致散热增加而影响其使用

电源设计验证测试规范 4/20/2013 Rev: 1.1 页码1/13 制作 确认 批准

电源设计验证测试规范

变更履历表

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电源设计验证测试规范 4/20/2013 Rev: 1.1 页码2/13 目录

一、 目的 ..............................................................................................................................3 二、 范围 ..............................................................................................................................3 三、 权责 .........

深圳市瀚强科技有限公司

东莞市强瀚电子有限公司 开关电源环境可靠性测试规范 1.0

目的：

统一定义本司电源产品的环境可靠性测试方法与标准，给电源的测试提供一个方法依据,从而使电源的测试能够正确、准确地进行。 2.0 适用范围：

适用于测试工程师、技术员和工程测试人员对本司所有电源类产品的环境可靠性验证. 3.0 定义 略. 4.0 权责：

测试组：测试工程师技术员对各阶段进行可靠性验证，并提供可靠性验证报告 研发组：针对测试组在测试验证过程中出现的问题点进行改善 5.0 程序内容： 5.1 低温启动 5.1.1 测试条件

5.1.1.1 输入电压：输入下限电压、额定电压、上限电压. 5.1.1.2 负载条件：满载、轻载（选用条件） 5.1.1.3 环境温度：EUT要求最低工作环境温度。 5.1.1.4 持续时间：≥0℃2Hrs；＜0℃4Hrs 5.1.2 测试设备 5.1.2.1 交流源

5.1.2.2 电子负载（可用电阻负载代替） 5.1.2.3 恒温恒湿箱 5.1.3 测试方法与步骤

5.1.3.1 接线图如下，按照线路图连接设备：

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深圳市瀚强科技有限公司

东莞市强瀚电子有限公司

5

开关电源与线性电源的比较

开关电源的优缺点

?电源（Power Supply）原始定义：把其他形式的能源转换成电能的装置叫做电源。按此定义，日常生活中常见的电源有如下一些：

图1 相对轻巧的开关电源

?优点：

?1、转换效率高，理想情况下没有功率损耗；

?2、体积小，频率的提高带来小型化的体积；

?3、可降压或升压输出；

?4、输入输出容易隔离；

?5、容易实现多路输出；

?6、可输出负电压；

?7、输入电压范围能做得很宽。

?缺点：

?相对线性电源而言，唯一的确定就是有相对大的输出纹波噪声，电磁辐射比线性电源的大。

线性电源的优缺点

?图3 比较笨重的线性电源

?几乎跟开关电源的优缺点完全反过来，线性电源的优缺点如下：

?优点：

?电路没有开关器件，因此没有开关噪声，输出非常干净。

?缺点：

?1、只能降压；

?2、只能做同种电压极性的转换；

?3、输入、输出不能实现隔离；

?4、难于实现多路输出；

?5、效率低、晶体管损耗大；

?6、输入电压范围窄；

?7、发热厉害；

?8、体积大。

?事实上，开关电源的问世，最早就是大名鼎鼎的NASA（美国国家航空航天局）为降低卫星的重量，而推动研发的。现在，绝大多数的电源供电都采用了开关电源，如笔记本电脑的电源适配器、LED灯的驱动电源、充电器、太阳能逆变