开关电源极性反转型拓扑电路原理是什么?
出处:悟空问答 发布于:2018-08-15 14:14:29
首先介绍一下开关电源的整体架构,你就会明白EMI滤波电路在整体电路里的作用。EMI滤波电路就是图中滤波器和浪涌抑制器中的部分电路,它处于电源输入后的干扰处理电路,可以说是非常重要。一个产品安规过不过得了,EMI滤波电路的性能好坏可是占了大头。
一、为什么要有EMI滤波电路呢?
其实在开头介绍的时候已经简单提到过,就是要处理干扰。
电源的电磁干扰主要是电源噪声,电源噪声属于射频干扰(RFI)。根据传播方向的不同,电源噪声分为:一类是外部通过电源线产生的对电子设备的干扰;另一类是电子设备经电源线传出去对外部造成的干扰。这说明电源噪声属于双向干扰信号。电子设备既是噪声干扰对象,又是一个噪声源。根据形成特点的不同,电源噪声分为串模干扰和共模干扰。串模干扰是指两条电源线(线对线)之间的噪声,共模干扰是指两条电源线对大地的噪声。
二、EMI滤波电路要求
电源需要有EMI滤波电路对以上噪声进行处理,而此电路需要满足下列要求。
首先EMI滤波器必须满足电磁兼容性(EMC)的要求,也必须是双向射频滤波器。一方面要滤除从交流电源线上引入的外部电磁干扰,另一方面要避免本身设备对外辐射噪声干扰影响其它电子产品。此外应该具有对串模干扰和共模干扰的抑制能力。
三、EMI滤波电路构成
EMI滤波器是由电容器和电感器等简单元件构成。
如下图所示,其电路包括共模扼流圈(也称共模电感)L1,滤波电容C1~C4,串模扼流圈L2(也称串模电感)。L1对串模干扰不起作用,但当出现共模干扰时,由于两个线圈的磁通方向相同,经过耦合后总电感量迅速增大,对共模信号有很大的阻抗,使其不易通过。而L2则对共模干扰起作用。C1和C4采用薄膜电容器,容值范围大概在0.01~0.47uF,主要用来滤除串模干扰;C2和C3跨接在输出端,并将电容器的中点接大地,能有效抑制共模干扰,容值范围在2200pF~0.1uF,为减小漏电流,电容器不宜超过0.1uF,C1~C4的耐压值为DC630V 或AC250V。
四、EMI的主要技术参数有:
额定电压、额定电流、漏电流、测试电压、绝缘电阻、直流电阻,使用温度范围、工作温升、插入损耗、外形尺寸、重量。上述参数重要的是插入损耗(插入衰减),它是评价EMI滤波器性能好坏的主要指标。插入损耗表示插入EMI滤波器前后负载上噪声电压的对数比。用dB表示,值越大,表示抑制噪声的干扰的能力越强。
下图是加EMI滤波电路前后的波形图,曲线a是不加EMI滤波器的时开关电源0.15MHZ~30MHZ传导噪声的波形(即电磁干扰峰值包络线)。曲线b/c都是加了EMI滤波电路后的波形,明显曲线c电路的滤波性能比b的要好,能衰减电磁干扰50dBuv~70dBuv。
五、EMI滤波电路实际应用
下图中的1处元件F901是保险丝,作用是在电流过大时熔断保护SMPS的其它部品;2处元件VR901是压敏电阻,作用是在外部输入电压很大的时候阻值变得很小,大电流流过,让保险管熔断起到保护作用;3处元件CM901/CM902是X 电容,属于安规部品,作用是滤除噪音;4处元件R900是放电电阻,作用是将X电容放电,防止人触碰电源线 触电;5处元件LF91/LF902是线性滤波器,作用是滤除高频噪音;6处元件CY901/CY902是Y电容,属于安规部品,作用是滤除噪音。
下图实物红色框住的就是EMI滤波电路。
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