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电解电源的干扰与绝缘

 一、干扰问题

       长期开关状态工作的高频开关电源首先是不能产生超标的电磁干扰;其次为了能稳定工作,也应有较强的抗干扰性能。使同一电网工作的其它电设备从空间幅射来的干扰,从电网传来的尖峰波都不影响它的稳定工作的性能。要达此目的主要手段是加输人滤波器、输出滤波器或加屏蔽,使达到国际、国家允许干扰值的标准;要利用电磁兼容理论进行设计计算,使幅射出去的电磁能量,干扰破坏其它设备(如计算机、通讯系统等)正常工作的电磁能量变为有用的能量。例如,加缓冲器、加反馈能量(兼磁复位作用)的绕组等等,把能量反馈回电源或供到负载端去。干扰是由高次谐波产生的,抗干扰的根本任务是抑制高次谐波。抑制的方法有如下三种:
       1.采用无源滤波器
       无源滤波器由电感线圈和电容组成,串在输人/输出电路中。优点是成本低、可靠性高、简单易行。缺点是体积稍大,不能设计成实时调节。因此,较常用在150瓦以下。对于有多组输出的板上安装的DC一DC变换器可在其中一组的交流电路前加装扼流圈,以扩大输人电流的导通角,改善功率因数,也抑制了高次谐波。
        2.采用有源滤波器
电镀电源有源滤波器由Boost或Buck变换器充当,接在变换器的前面,形成双变换器串接的局面。前置的变换器的任务是使输人电流波形正弦波化。为此,前置变换器的基准电压应是正弦形,按正弦变化的幅值来调制脉宽。反馈信号有电压和电流。如此控制,对千瓦级功率变换器是适宜的,对小功率线路显得过于复杂。近年来推行把正弦化的环节与DC一DC结合在一起的办法。例如,利用无电容器方式;利用过饱和电抗的方式;利用复位绕组方式等。
        3.从电路简化着手
        主要是靠减少元件数量,降低成本又在规定的电磁干扰EMI (Electro Magnetic Interference)值范围以内的方法。如下面几种方法:
        (1)输人电压接向串联电容,利用电容电压与输人电压之差来控制二极管导通,控制电容的充、放电时间区间,从面使输入电流的导通角扩大。
        (2)在输人110/220V两种交流电压电路中,(220V时单相桥式整流,110V时倍压整流)增加电容量。
        (3)谐振型开关电源采用正弦波谐振方式,电磁千扰噪声比PWM式小。开关损耗小,产生的附加的问题,可用软开关技术和有源钳位技术(参见第三篇第五章)解决,它是抑制高次谐波与谐振有机结合的方式,是发展的趋势。
二、干扰的标准
        电磁干扰及射频干扰RFI (radi。一frequency interference)的国际标准已被许多设计人员接受。美国标准和德国电气工程师协会所定的安全条例也被世界上广泛采用。图8一I示出的是美国通信委员会及德国电气工程师协会有关电磁干扰限定曲线。其允许最大射频干扰辐射值,以dB一uv表示。现对图中标注说明如下:
        ①德国电气工程师协会条例VDE第0871条的频率范围。
        ②美国通信委员会确定的补充频域范围。
        ③美国通信委员会条例A级大类。
        ④德国电气工程师协会条例VDE0871/A, C及0875/N0
        ⑤德国电气工程师协会条例0871/B及0875/N一120
        ⑥美国通信委员会条例B级大类。
        对于230V以下的设备,16A以下和以上的功率装置高次谐波限定,可查国际电子委员会制定的标准EEC一555(1一5);对于一般低电压电源抗扰性试验通则和高次谐波测量方法和测量设备可查阅EEC一100()一4等文件。
随着标准化的进程,我国国家有关电源标准文件不断有所公布。(GB4365无线电干扰名词术语》,规定了无线电干扰的常用名词术语。(GB6833.1.电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则》,规定了电子测量仪器的电磁兼容性要求和试验方法。(GB6833.4/9电子测量仪器电磁兼容性试验规范电源瞬态敏感度试验/传导干扰试验》分别给出了电子测量仪器电源瞬态敏感度试验的要求和方法/电子测量仪器电源线传导干扰试验的要求和方法。在电子工业部部标准《SJ2811.1通用直流稳定电源术语及定义、性能与额定值》中给出了有关由单相交流供电,输出为直流电功率的通用直流稳定电源的术语、定义、性能和额定值。
       (SJ/T10542一94抗干扰型交流稳压电源测试方法》给出了相应的稳压电源的稳态性能、动态性能、抗干扰性能的测试方法。这些标准在开发和研究电源时均要注意及遵循。在《匀2811.1通用直流稳定电源术语及定义、性能与额定值》标准中规定的通用型、开关型各I、II类指标如表8.1所示。按标准规定尚有功率因数、共模电流、漏电流等50项无统一要求.但工厂产品应有厂标。
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