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近年來,消費(fèi)電子、通信、工業(yè)等行業(yè)推動(dòng)了開關(guān)電源模塊市場(chǎng)的快速發(fā)展,同時(shí)對(duì)電源要求也越來越高。通信電源是通信設(shè)備的心臟,具有小體積、重量輕、高效率、高可靠性等特點(diǎn),但是在工作時(shí)容易受到干擾,下面來分析下通信電源的抗干擾問題,并提出一些可行性的建議。
通信開關(guān)電源模塊需要保證自身穩(wěn)定工作,那么就要有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力。常見的干擾源有:當(dāng)開關(guān)電源大功率開關(guān)管工作在高壓大電流的切換狀態(tài)時(shí),導(dǎo)通切換為關(guān)斷狀態(tài)時(shí)會(huì)形成浪涌電壓,高次諧波成分會(huì)通過空間向外發(fā)射或通過電源線的傳導(dǎo)從而構(gòu)成干擾源。當(dāng)關(guān)斷切換為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),開關(guān)變壓器副方的整流二極管受反方向恢復(fù)特性的限制,會(huì)產(chǎn)生尖峰狀的反向電流,從而與二極管結(jié)電容和引線電感等形成阻尼正弦振蕩,含有大量的諧波成分,從而構(gòu)成干擾。
當(dāng)通信電源工作在高電壓大電流的工作狀態(tài)下,引起干擾的原因有很多。如:通信系統(tǒng)的高頻信號(hào)對(duì)開關(guān)電源的電磁干擾,開關(guān)電源的電路設(shè)計(jì)、PCB布線、元器件的性能等對(duì)電源的干擾,還有其它電子、電氣設(shè)備所產(chǎn)生的干擾。按耦合通路可分為傳導(dǎo)干擾及輻射干擾,按干擾信號(hào)對(duì)電路作用的形態(tài)不同可分為共模干擾和差模干擾。
通信電源一般是利用儲(chǔ)能電感及電容器組成LC濾波電路,用于對(duì)差模及共模干擾信號(hào)的濾波及交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為平滑的直流信號(hào)。因?yàn)殡姼芯€圈的分布電容,會(huì)導(dǎo)致電感線圈的自諧振頻率降低,會(huì)有大量的高頻干擾信號(hào)穿過電感線圈沿著交流電源線或直流輸出線向外傳播。濾波電容器隨著干擾信號(hào)頻率的上升,將會(huì)導(dǎo)致電容量及濾波效果不斷下降。同時(shí)不正確地使用濾波電容及引線過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。
通信開關(guān)電源采用了有源功率因數(shù)校正,雖然控制復(fù)雜,但效果與負(fù)載無關(guān),提高了功率因數(shù),從而使性能更佳。因?yàn)椴捎密涢_關(guān)技術(shù)來降低電路開關(guān)功耗減少噪聲,提高了效率及可靠性。但是軟開關(guān)無損吸收電路多利用LC進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移,利用二極管的單向?qū)щ娦阅軐?shí)現(xiàn)能量的單向轉(zhuǎn)換,所以諧振電路中的二極管也會(huì)成為電磁干擾源。
為了增強(qiáng)通信開關(guān)電源模塊的抗干擾性,可以從下面幾個(gè)方面來入手。在電源設(shè)計(jì)時(shí),可以從內(nèi)部減少其干擾性,如:PCB的合理布線,盡量不走環(huán)線。抑制高頻開關(guān)變壓器的噪聲。干擾性強(qiáng)的擺在一起,低頻低壓干擾小的盡可能的遠(yuǎn)離,減小回路包容的面積和正負(fù)導(dǎo)線盡可能接近。增強(qiáng)輸入輸出的濾波電路,改善APFC電路的性能以及消除減小二極管的電流快速變化。
電源和其它的設(shè)備的干擾要隔離,切斷干擾信號(hào)可以采用屏蔽及進(jìn)行接地的方式。在通信端口及控制端口的小信號(hào)電路中,可采用具有抗靜電干擾的器件。同時(shí),單位脈沖干擾容易以共模的方式傳入控制電路內(nèi),可選用吸收式濾波器消除,減小共模電感的分布電容及加強(qiáng)輸入電路的共模信號(hào)濾波,可以提高系統(tǒng)的抗干擾性及內(nèi)部穩(wěn)定工作。
綜合分析印制通信電源傳導(dǎo)干擾和輻射干擾,可采用緩沖器法,減少耦合路徑法,減少寄生元件法等。針對(duì)外界干擾的小信號(hào)電路,可以提高器件的抗干擾能力。開關(guān)電源在輸入電路中容易受到共差模干擾,可以采用EMI濾波電路來抑制,并綜合各種接地措施,可以提高整體的電磁兼容性。