電容在開關(guān)電源模塊的作用

一直以來，開關(guān)電源模塊的電磁干擾是一個重要的解決點(diǎn)，從原理上來講電磁干擾主要來自于兩個方面，即傳導(dǎo)干擾和輻射的干擾。

傳導(dǎo)干擾是由于電路中寄生參數(shù)的存在，以及開關(guān)電源中開關(guān)器件的開通與判斷，使得開關(guān)電源在交流輸入端產(chǎn)生較大的共模干擾和差模干擾。

輻射的干擾是指由于導(dǎo)體中電流的變化會在其周圍空間中產(chǎn)生變化的磁場，而變化的磁場又產(chǎn)生變化的電場，這一變化電流的幅值和頻率決定其產(chǎn)生的電磁的大小以及其作用范圍。

為了減輕和抵抗這些電磁干擾對電網(wǎng)及電子設(shè)備產(chǎn)生的危害，設(shè)了X電容和Y電容，其中X電容主濾波作用，常用于差模濾波，與共模電感匹配，并聯(lián)在輸入的兩端，濾除L、N線之間的差模信號，可防對外干擾。而Y電容主接地，常用于共模濾波，對稱使用，接于L于地或N于地之間，濾除L對地或N對地之間的差模信號?；诼╇娏鞯南拗?，Y電容值不能太大。多個電源模塊并聯(lián)應(yīng)用的方法工程師在設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)時，當(dāng)一個電源模塊無法滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，通常會采用多個電源模塊并聯(lián)應(yīng)用。

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傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時,將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。電力有源濾波器是一種能夠動態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流; (2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

諧波系列的電磁干擾幅度受Q1和Q2的通斷影響。在測量漏源電壓VDS的上升時間tr和下降時間tf，或流經(jīng)Q1和Q2的電流上升率di/dt 時，可以很明顯看到這一點(diǎn)。這也表示，我們可以很簡單地通過減緩Q1或Q2的通斷速度來降低電磁干擾水平。事實(shí)正是如此，延長開關(guān)時間的確對頻率高于 f=1/πtr的諧波有很大影響。不過，此時必須在增加散熱和降低損耗間進(jìn)行折中。盡管如此，對這些參數(shù)加以控制仍是一個好方法，它有助于在電磁干擾和熱性能間取得平衡。具體可以通過增加一個小阻值電阻(通常小于5Ω)實(shí)現(xiàn)，該電阻與Q1和Q2的柵極串聯(lián)即可控制tr和tf，你也可以給柵極電阻串聯(lián)一個 “關(guān)斷二極管”來獨(dú)立控制過渡時間tr或tf(見圖3)。這其實(shí)是一個迭代過程，甚至連經(jīng)驗(yàn)豐富的電源設(shè)計(jì)人員都使用這種方法。我們的終目標(biāo)是通過放慢晶體管的通斷速度，使電磁干擾降低至可接受的水平，同時保證其溫度足夠低以確保穩(wěn)定性。一般控制方式有兩種：REM與－VIN(參考地)相連，遙控關(guān)斷，要求VREF<。

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。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)。電源模塊外圍電容如何選型隨著科技時代的發(fā)展，模塊電源越來越受市場青睞，在使用模塊電源的時候，應(yīng)該如何提高模塊電源的穩(wěn)定性和可靠性呢。