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在頻域內(nèi)測量輻射和傳導(dǎo)電磁干擾,這就是對(duì)已知波形做傅里葉級(jí)數(shù)展開,本文中我們著重考慮輻射電磁干擾性能。在同步壓轉(zhuǎn)換器中,引起電磁干擾的主要開關(guān)波形是由Q1和Q2產(chǎn)生的,也就是每個(gè)場效應(yīng)管在其各自導(dǎo)通周期內(nèi)從漏極到源極的電流di/dt。圖2所示的電流波形(Q和Q2on)不是很規(guī)則的梯形,但是我們的操作自由度也就更大,因?yàn)閷?dǎo)體電流的過渡相對(duì)較慢,所以可以應(yīng)用Henry Ott經(jīng)典著作《電子系統(tǒng)中的噪聲降低技術(shù)》中的公式1。我們發(fā)現(xiàn),對(duì)于一個(gè)類似的波形,其上升和下降時(shí)間會(huì)直接影響諧波振幅或傅里葉系數(shù)(In)。這其實(shí)是一個(gè)迭代過程,甚至連經(jīng)驗(yàn)最豐富的電源設(shè)計(jì)人員都使用這種方法。
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從公式2可以看出,減小開關(guān)節(jié)點(diǎn)的回路面積會(huì)有效降低電磁干擾水平。如果回路面積減小為原來的3倍,電磁干擾會(huì)降低9.5dB,如果減小為原來的10倍,則會(huì)降低20 dB。設(shè)計(jì)時(shí),從化圖4和圖5所示的兩個(gè)回路節(jié)點(diǎn)的回路面積著手,細(xì)致考慮器件的布局問題,同時(shí)注意銅線連接問題。盡量避免同時(shí)使用PCB的兩面,因?yàn)橥讜?huì)使電感顯著,進(jìn)而帶來其他問題。恰當(dāng)放置高頻輸入和輸出電容器的重要性常被忽略。若干年以前,我所在的公司曾把我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)讓給國外制造商。要加快我國開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度,就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路,走出有中國特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路,為我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。結(jié)果,我的工作職責(zé)也發(fā)生了很大變化,我成了一名顧問,幫助電源設(shè)計(jì)新手解決文中提到的一系列需要權(quán)衡的事宜及其他眾多問題。這里有一個(gè)含有集成鎮(zhèn)流器的離線式開關(guān)的設(shè)計(jì)例子:設(shè)計(jì)人員希望降低終功率級(jí)中的電磁干擾。我只是簡單地將高頻輸出電容器移動(dòng)到更靠近輸出級(jí)的位置,其回路面積就大約只剩原來的一半,而電磁干擾就降低了約 6dB。而這位設(shè)計(jì)者顯然不太懂得其中的道理,他稱那個(gè)電容為“魔法帽子”,而事實(shí)上我們只是減小了開關(guān)節(jié)點(diǎn)的回路面積。
模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢,可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng),可以設(shè)計(jì)成N 1冗余電源系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。針對(duì)開關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn),若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大,而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù),在理論上即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲,但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問題,故仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作,以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化。電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新,使開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。模塊電源易于維護(hù)、設(shè)計(jì)靈活、應(yīng)用廣泛在產(chǎn)品應(yīng)用中,如果出現(xiàn)故障,只需替換另一個(gè)模塊即可正常工作。要加快我國開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度,就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路,走出有中國特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路,為我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。