高頻開關(guān)電源的應(yīng)用與發(fā)展

1、 高頻開關(guān)電源的應(yīng)用與發(fā)展On Application and Development of High frequency SMPS 1高頻電源系統(tǒng)方框圖高頻開關(guān)整流器一般是先將交流電直接經(jīng)二極管整流、濾波成直流電，再經(jīng)過開關(guān)電源變換成高頻交流電，通過高頻變壓器變壓隔離后，由快速恢復(fù)二極管高頻整流、電感電容濾波后輸出，見圖1。圖12采用高頻化有較高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)理論分析和實踐經(jīng)驗表明，電器產(chǎn)品的體積重量與其供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz時，用電設(shè)備的體積重量大體上降至工頻設(shè)計的（510）。這正是開關(guān)電源實現(xiàn)變頻帶來明顯效益的基本原因。逆變或整流焊機(jī)、通訊電

2、源用浮充電源的開關(guān)式整流器，都是基于這一原理。那么，以同樣的原理對傳統(tǒng)的電鍍、電解、電加工、浮充、電力合閘等各種直流電源加以類似的改造，使之更新?lián)Q代為“開關(guān)變換類電源”，其主要材料可以節(jié)約90或更高，還可節(jié)電30或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高，促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化，既可帶來顯著節(jié)能、節(jié)材的經(jīng)濟(jì)效益，更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價值。3設(shè)計模塊化自由組合擴(kuò)容互為備用提高安全系數(shù)模塊化有兩方面的含義，其一是指功率器件的模塊化，其二是指電源單元的模塊化。實際上，由于頻率的不斷提高，致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重，對器件造成更大的應(yīng)力（表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺）。

3、為了提高系統(tǒng)的可靠性，而把相關(guān)的部分做成模塊。把開關(guān)器件的驅(qū)動、保護(hù)電路也裝到功率模塊中去，構(gòu)成了“智能化”功率模塊（IPM），這既縮小了整機(jī)的體積，又方便了整機(jī)設(shè)計和制造。多個獨立的模塊單元并聯(lián)工作，采用均流技術(shù)，所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流，一旦其中某個模塊失效，其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣，不但提高了功率容量，在器件容量有限的情況下滿足了大電流輸出的要求，而且通過增加相對整個系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊，便極大地提高了系統(tǒng)可靠性，即使萬一出現(xiàn)單模塊故障，也不會影響系統(tǒng)的正常工作，而且為修復(fù)提供了充分的時間。4高頻開關(guān)電源產(chǎn)品規(guī)格(見表1、表2)表1功率500W3000W型號SZ500S

4、Z1000SZ2000SZ3000輸出電壓5100V10100V25100V2436V電流5100A10100A880A85125A穩(wěn)定度（）1111輸入電壓（V）AC220AC220AC220AC220模塊重量（kg）1.524.58表2功率5000W20000W型號SZ5000SZ10000SZ20000輸出電壓2436V2448V2448V電流140210A208360A420850A穩(wěn)定度（）111輸入電壓（V）AC380AC380AC380模塊重量（kg）142040以上產(chǎn)品重量僅為傳統(tǒng)產(chǎn)品重量的1/51/8。5國內(nèi)外IGBT逆變焊機(jī)的發(fā)展情況IGBT逆變焊機(jī)具有動態(tài)特性好、體積小、

5、重量輕、高效節(jié)能、節(jié)材、有利于焊接自動化等優(yōu)點。從70年代起，就受到國內(nèi)外焊機(jī)界的高度重視。當(dāng)今，許多工業(yè)國家，如美國、西歐等把“絕緣柵雙極型晶體管”（IGBT）運(yùn)用到焊機(jī)上，其各項指標(biāo)均優(yōu)于其他類型焊機(jī)，已形成規(guī)模，并占領(lǐng)了市場，成為焊機(jī)的發(fā)展方向。目前，我國進(jìn)口的焊機(jī)，大多是這種焊機(jī)。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，近年來我國每年的焊機(jī)銷量以大約40的速度遞增，同時有關(guān)部門已決定淘汰老式焊機(jī)，IGBT逆變焊機(jī)以其優(yōu)點，成為用戶更新?lián)Q代的首選產(chǎn)品。51原理框圖見圖2圖252原理說明380（220）V交流電，經(jīng)全橋整流成直流電源；通過IGBT逆變器，形成20kHz的高頻矩形波；再由高頻變壓器降壓到幾十伏通過快速

6、恢復(fù)二極管整流、濾波成為直流焊接電源。53IGBT焊機(jī)主要優(yōu)點：·動態(tài)特性好，焊接質(zhì)量高·體積小，重量輕·噪音低·效率高，節(jié)能近幾年來，我國也有許多廠家從事IGBT焊機(jī)的開發(fā)和生產(chǎn)。國產(chǎn)焊機(jī)與進(jìn)口產(chǎn)品相比有價格較低的優(yōu)勢。但由于多方面的原因，目前國產(chǎn)的IGBT逆變焊機(jī)，在設(shè)計技術(shù)、制造工藝、元器件可靠性等方面都有不同程度的問題，使得故障率較高。到目前為止，還沒有一個廠家的產(chǎn)品在廣大用戶心目中建立可靠的產(chǎn)品形象?？梢赃@樣說，“誰能有突破，掌握高品質(zhì)的產(chǎn)品，解決了國產(chǎn)IGBT焊機(jī)的可靠性問題，誰就可以占領(lǐng)這個市場”。ZX7400逆變弧焊整流器AT7400直流

7、弧焊發(fā)電機(jī)ZXG140硅整流弧焊機(jī)ZXG400磁放大器整流器ZX5400晶閘管整流器額定輸出電流（A）400400400400400額定負(fù)載持續(xù)率6060606060輸出空載電壓（V）7080609071.58063輸入電壓（V）3×3803×3803×3803×3803×380效率（）855376.57574COS0.98(=0.79)0.90.680.550.75重量（kg）44370238310220外型尺寸長（mm）560950685690594寬（mm）254590570490495高（mm）415890107595210006電力智

8、能高頻開關(guān)整流器目前我國各地的發(fā)電廠、水電站及500kV、220kV、110kV、35kV等各類變電站所使用的直流電源設(shè)備（包括供給斷路器分合閘用，后備電池充電以及二次回路的儀器儀表，繼電保護(hù)，控制應(yīng)急燈照明等各類低壓設(shè)備用電），大部分采用的是相控電源或磁飽和式電源，由于受工藝水平和器件特性的限制，上述電源長期以來處于低技術(shù)指標(biāo)、維護(hù)保養(yǎng)難的狀況。由于受變壓器或晶閘管自身參數(shù)的限制，上述電源存在很多不足之處，諸如：初充電流、浮充電流不穩(wěn)，系統(tǒng)紋波電壓過高，控制特性不佳，不便于同計算機(jī)系統(tǒng)配接實現(xiàn)監(jiān)控等。同時，目前充電設(shè)備與蓄電池并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)電源紋波系數(shù)較大，浮充電壓波動或偏低時，會出現(xiàn)蓄電池脈

9、動充電、放電現(xiàn)象，造成蓄電池組或單體的過早損壞。除了很多技術(shù)指標(biāo)方面的缺陷外，上述電源還存在體積龐大，效率不高，11冗余投資大等不足之處，應(yīng)該說已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足飛速發(fā)展的電力工程的需要，而以體積小、重量輕、效率高、輸出紋波低、動態(tài)響應(yīng)快、控制精度高、模塊可疊加輸出、N1冗余等為特點的高頻開關(guān)電源逐步取代相控電源或磁飽和式電源已是大勢所趨，特別是近十年來電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展以及功率器件制造技術(shù)的提高，更使高頻開關(guān)電源的可靠性及適用面大大優(yōu)于相控電源和磁飽和式電源，所以90年代以后，美國、德國等西方發(fā)達(dá)國家新建電廠和變電站的相關(guān)設(shè)備已全部采用高頻開關(guān)電源，并完成了對舊有電源設(shè)備的改造。模塊采用三相

10、三線制380V平衡輸入，無表4高頻電力模塊特點及技術(shù)參數(shù)項目指標(biāo)測試條件最小標(biāo)稱值最大輸入電壓范圍（VAC）260380456輸出240VDC，滿載輸出可調(diào)范圍（VDC）180230300輸入380VAC，滿載穩(wěn)壓精度0.010.5輸出198296VDC,(20100)負(fù)載，輸入260456VAC穩(wěn)流精度0.080.5輸出198286VDC，（20100）負(fù)載，輸入260456VAC動態(tài)響應(yīng)100s150s400s額定輸出2075負(fù)載躍變充電機(jī)效率889091輸出300V，5A最大可聞噪聲（dB）5060滿載，環(huán)境噪音40dB表5高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)與常規(guī)電源直流系統(tǒng)的比較技術(shù)指標(biāo)內(nèi)容開關(guān)電源

11、直流系統(tǒng)SCR直流系統(tǒng)常規(guī)直流系統(tǒng)穩(wěn)壓穩(wěn)流精度0.10.52紋波系數(shù)0.10.52源效應(yīng)0.050.62負(fù)載效應(yīng)0.10.53效率908575功率因數(shù)75，可校正0.70.6開機(jī)浪涌電子控制，無無感性負(fù)載，有可靠性高，N1冗余較高，11冗余低，11冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化并聯(lián)結(jié)構(gòu)柜屏柜（屏）式結(jié)構(gòu)監(jiān)控功能完善較完善備有系統(tǒng)操作管理功能體積重量小，輕中等大，重電池管理功能完善較好一般電力高頻開關(guān)整流領(lǐng)域又添新力軍深圳新能力科技有限公司國家電力事業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，取得了舉世矚目的成就。其中直流操作電源也經(jīng)歷了從磁飽和電源至晶閘管電源，到目前的高頻開關(guān)電源，在發(fā)展過程中每一次的進(jìn)步都是電力應(yīng)用領(lǐng)域的一次

12、革命。高頻開關(guān)整流技術(shù)是國家頒布優(yōu)先發(fā)展的高科技項目。中線電流損耗，在交流輸入端，采用先進(jìn)的尖峰抑制器件及EMI濾波電路，由全橋整流電路將三相交流電整流為直流，再由DC/DC高頻變換電路（300kHz）把所得的直流電逆變成穩(wěn)定可調(diào)的直流電輸出。脈寬調(diào)制電路（PWM）及軟開關(guān)諧振電路根據(jù)電網(wǎng)和負(fù)載的變化，自動調(diào)節(jié)高頻開關(guān)的脈沖寬度和移相角，使輸出電壓電流在任何允許的情況下都能保持穩(wěn)定。7開關(guān)電源的發(fā)展趨勢在功率電子技術(shù)的應(yīng)用及基本電源系統(tǒng)中，開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。傳統(tǒng)的相控型電源非常龐大而笨重，例如逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源。如果采用高頻開關(guān)電源技術(shù)，其體積

13、和重量都會大幅度下降，而且可較大地提高電能利用率、節(jié)省材料、降低成本。在電動汽車和交流傳動中，更是離不開開關(guān)電源技術(shù)，通過開關(guān)電源改變用電頻率，從而達(dá)到近乎理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動控制?，F(xiàn)在，開關(guān)電源技術(shù)方興未艾，而近年來又被大的市場需求所推動，必將帶來開關(guān)電源技術(shù)的大發(fā)展。這幾年，隨著通信行業(yè)的發(fā)展，以開關(guān)電源技術(shù)為核心的通信電源，國內(nèi)將有較大的市場需求。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨，因此同樣具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源系統(tǒng)的國內(nèi)市場正在起動，并將很快發(fā)展起來。還有其他許多以開關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源，也將得到迅速發(fā)展。電磁兼容是指在有限的空間、時間和頻譜范圍內(nèi)，各種

14、電氣設(shè)備共存而不引起性能的下降，它包括電磁騷擾（EMD）和電磁敏感（EMS）兩方面的內(nèi)容。EMD是指電氣產(chǎn)品向外發(fā)出噪聲，EMS則是指電氣產(chǎn)品抵抗外來電磁騷擾的能力。一臺具備良好電磁兼容性能的設(shè)備，應(yīng)該既不受周圍電磁環(huán)境的影響也不對周圍造成電磁騷擾。     開關(guān)電源中的功率開關(guān)管在高頻下的通、斷過程產(chǎn)生大幅度的電壓和電流跳變，因而產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁騷擾，但騷擾的頻率范圍（<30MHz）是比較低的。多數(shù)小功率開關(guān)電源的幾何尺寸遠(yuǎn)小于30MHz電磁場對應(yīng)的波長（空氣介質(zhì)中約為10m），開關(guān)電源系統(tǒng)研究的電磁騷擾現(xiàn)象屬于似穩(wěn)場的范圍，研究它們的電磁騷擾問題時，主要考

15、慮的是傳導(dǎo)騷擾。 開關(guān)電源中的電磁騷擾源主要有開關(guān)器件、二極管和非線性無源元件；在開關(guān)電源中，印制板布線不當(dāng)也是引起電磁騷擾的一個主要因素  開關(guān)電路產(chǎn)生的電磁騷擾     對開關(guān)電源來說，開關(guān)電路產(chǎn)生的電磁騷擾是開關(guān)電源的主要騷擾源之一。開關(guān)電路是開關(guān)電源的核心，主要由開關(guān)管和高頻變壓器組成。它產(chǎn)生的dv/dt是具有較大輻度的脈沖，頻帶較寬且諧波豐富。這種脈沖騷擾產(chǎn)生的主要原因是     1）開關(guān)管負(fù)載為高頻變壓器初級線圈，是感性負(fù)載。在開關(guān)管導(dǎo)通瞬間，初級線圈產(chǎn)生很大的涌流，并在初級線圈的兩端出現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓；在開

16、關(guān)管斷開瞬間，由于初級線圈的漏磁通，致使一部分能量沒有從一次線圈傳輸?shù)蕉尉€圈，儲藏在電感中的這部分能量將和集電極電路中的電容、電阻形成帶有尖峰的衰減振蕩，疊加在關(guān)斷電壓上，形成關(guān)斷電壓尖峰。這種電源電壓中斷會產(chǎn)生與初級線圈接通時一樣的磁化沖擊電流瞬變，這個噪聲會傳導(dǎo)到輸入輸出端，形成傳導(dǎo)騷擾，重者有可能擊穿開關(guān)管。 2）脈沖變壓器初級線圈，開關(guān)管和濾波電容構(gòu)成的高頻開關(guān)電流環(huán)路可能會產(chǎn)生較大的空間輻射，形成輻射騷擾。如果電容濾波容量不足或高頻特性不好，電容上的高頻阻抗會使高頻電流以差模方式傳導(dǎo)到交流電源中形成傳導(dǎo)騷擾。二極管整流電路產(chǎn)生的電磁騷擾     主電路

17、中整流二極管產(chǎn)生的反向恢復(fù)電流的|di/dt|遠(yuǎn)比續(xù)流二極管反向恢復(fù)電流的|di/dt|小得多。作為電磁騷擾源來研究，整流二極管反向恢復(fù)電流形成的騷擾強(qiáng)度大，頻帶寬。整流二極管產(chǎn)生的電壓跳變遠(yuǎn)小于電源中的功率開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷時產(chǎn)生的電壓跳變。因此，不計整流二極管產(chǎn)生的|dv/dt|和|di/dt|的影響，而把整流電路當(dāng)成電磁騷擾耦合通道的一部分來研究也是可以的。   dv/dt與負(fù)載大小的關(guān)系 功率開關(guān)管開通和關(guān)斷時產(chǎn)生的dv/dt是開關(guān)電源的主要騷擾源。經(jīng)理論分析及實驗表明，負(fù)載加大，關(guān)斷產(chǎn)生的|dv/dt|值加大，而負(fù)載變化對開通的|dv/dt|影響不大。由于開通和關(guān)斷時產(chǎn)生的|

18、dv/dt|不同，從而對外部產(chǎn)生的騷擾脈沖也是不同的。 開關(guān)電源電磁噪聲的耦合通道     描述開關(guān)電源和系統(tǒng)傳導(dǎo)騷擾的耦合通道有兩種方法：     1）將耦合通道分為共模通道和差模通道；     2）采用系統(tǒng)函數(shù)來描述騷擾和受擾體之間的耦合通道的特性。     本文采用第一種方法進(jìn)行論述。   共模和差模騷擾通道     開關(guān)電源在由電網(wǎng)供電時，它將從電網(wǎng)取得的電能變換成另一種特性的電能供給負(fù)載。同時開關(guān)電源又是一噪聲源，通過耦合通道

19、對電網(wǎng)、開關(guān)電源本身和其它設(shè)備產(chǎn)生騷擾，通常多采用共模和差模騷擾加以分析。     “共模騷擾”是指騷擾大小和方向一致，其存在于電源任何一相對大地、或中線對大地間。共模騷擾也稱為縱模騷擾、不對稱騷擾或接地騷擾。是載流體與大地之間的騷擾。     “差模騷擾”是指大小相等，方向相反，其存在于電源相線與中線及相線與相線之間。差模騷擾也稱為常模騷擾、橫模騷擾或?qū)ΨQ騷擾。是載流體之間的騷擾。     共模騷擾說明騷擾是由輻射或串?dāng)_耦合到電路中的，而差模騷擾則說明騷擾源于同一條電源電路的。通常這兩種騷擾是同時存在的

20、，由于線路阻抗的不平衡，兩種騷擾在傳輸中還會相互轉(zhuǎn)化，情況十分復(fù)雜。共模騷擾主要是由|dv/dt|產(chǎn)生的，|di/dt|也產(chǎn)生一定的共模騷擾。但是，在低壓大電流的開關(guān)電源中，共模騷擾主要是由|dv/dt|產(chǎn)生的還是由|di/dt|產(chǎn)生的，需要進(jìn)一步研究。      在頻率不是很高的情況下，開關(guān)電源的騷擾源、耦合通道和受擾體實質(zhì)上構(gòu)成一多輸入多輸出的電網(wǎng)絡(luò)，而將其分解為共模和差模騷擾來研究是對上述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一種處理方法，這種處理方法在某種場合還比較合適。但是，將耦合通道分為共模和差模通道具有一定的局限性，雖然能測量出共模分量和差模分量，但共模分量和差模分量

21、是由哪些元器件產(chǎn)生的，的確不易確定。因此有人用系統(tǒng)函數(shù)的方法來描述開關(guān)電源騷擾的耦合通道，即研究耦合通道的系統(tǒng)函數(shù)與各元器件的關(guān)系，建立耦合通道的電路模型。許多系統(tǒng)分析的結(jié)果，如靈敏度的分析、模態(tài)的分析等，都可用來研究開關(guān)電源的EMD的調(diào)試和預(yù)測。但是，用系統(tǒng)函數(shù)的方法分析騷擾的耦合通道，還需要做很多工作。   雜散參數(shù)影響耦合通道的特性     在傳導(dǎo)騷擾頻段（小于30MHz）范圍內(nèi)，多數(shù)開關(guān)電源騷擾的耦合通道是可以用電路網(wǎng)絡(luò)來描述的。但是，在開關(guān)電源中的任何一個實際元器件，如電阻器、電容器、電感器乃至開關(guān)管、二極管都包含有雜散參數(shù)，且研究的頻帶愈寬，

22、等值電路的階次愈高，因此，包括各元器件雜散參數(shù)和元器件間的耦合在內(nèi)的開關(guān)電源的等效電路將復(fù)雜得多。在高頻時，雜散參數(shù)對耦合通道的特性影響很大，分布電容的存在成為電磁騷擾的通道。另外，在開關(guān)管功率較大時，集電極一般都需加上散熱片，散熱片與開關(guān)管之間的分布電容在高頻時不能忽略，它能形成面向空間的輻射騷擾和電源線傳導(dǎo)的共模騷擾。 3  電磁騷擾的抑制     對開關(guān)電源的EMD的抑制措施，主要是     1）減小騷擾源的騷擾強(qiáng)度；     2）切斷騷擾傳播途徑。    

23、為了達(dá)到這個目的，主要從選擇合適的開關(guān)電源電路拓?fù)?；采用正確的接地、屏蔽、濾波措施；設(shè)計合理的元器件布局及印制板布線等幾個方面考慮。 3.1  減小開關(guān)電源本身的騷擾     減小開關(guān)電源本身的騷擾是抑制開關(guān)電源騷擾的根本，是使開關(guān)電源電磁騷擾低于規(guī)定極限值的有效方法。     1）減小功率管通、斷過程中產(chǎn)生的騷擾     上面分析表明，開關(guān)電源的主要騷擾是來自功率開關(guān)管通、斷的dv/dt。因此減小功率開關(guān)管通、斷的dv/dt是減小開關(guān)電源騷擾的重要方面。人們通常認(rèn)為軟開關(guān)技術(shù)可以減小開關(guān)管通、

24、斷的dv/dt。但是，目前的一些研究結(jié)果表明軟開關(guān)并不像人們預(yù)料的那樣，可以明顯地減小開關(guān)電源的騷擾。沒有實驗結(jié)果表明，軟開關(guān)變換器在EMC性能方面明顯地優(yōu)于硬開關(guān)變換器。     有文獻(xiàn)系統(tǒng)地研究了PWM反激式變換器、準(zhǔn)諧振零電流變頻開關(guān)正激變換器、多諧振零電壓變頻開關(guān)反激式變換器、多揩振零電壓變頻開關(guān)正激變換器、電壓箝位多諧振零電壓定頻開關(guān)反激式變換器以及半橋式零電壓變頻串聯(lián)諧振變換器的EMD特性，討論了緩沖電路、箝位電路、變頻與定頻控制對騷擾水平的影響。實驗結(jié)果表明，具有電壓箝位的零電壓定頻開關(guān)變換器的EMD電平最低。    

25、因此，采用軟開關(guān)電源技術(shù)，結(jié)合合理的元器件布置及合理的印制電路板布線，對開關(guān)電源的EMD水平有一定的改善。     2）開關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)     將頻率不變的調(diào)制改變?yōu)殡S機(jī)調(diào)制，變頻調(diào)制等。頻率固定不變的調(diào)制脈沖產(chǎn)生的騷擾在低頻段主要是調(diào)制頻率的諧波騷擾，低頻段的騷擾主要集中在各諧波點上。由F.Lin提出的開關(guān)頻率調(diào)制方法3，其基本思想是通過調(diào)制開關(guān)頻率fc的方法，把集中在開關(guān)頻率fc及其諧波2fc，3fc上的能量分散到它們周圍的頻帶上，由此降低各個頻點上的EMD幅值，以達(dá)到低于EMD標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。這種開關(guān)調(diào)頻PWM的方法雖然不能降

26、低總的騷擾能量，但它把能量分散到頻點的基帶上，以達(dá)到各個頻點都不超過EMD規(guī)定的限值。 3.2  接地     “接地”有設(shè)備內(nèi)部的信號接地和設(shè)備接大地，兩者概念不同，目的也不同。“地”的經(jīng)典定義是“作為電路或系統(tǒng)基準(zhǔn)的等電位點或平面”。   設(shè)備的信號接地     設(shè)備的信號接地，可能是以設(shè)備中的一點或一塊金屬來作為信號的接地參考點，它為設(shè)備中的所有信號提供了一個公共參考電位。     在這里介紹浮地和混合接地，另外，還有單點接地和多點接地。     1

27、）浮地     采用浮地的目的是將電路或設(shè)備與公共接地系統(tǒng)，或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)線隔離開來。浮地還可以使不同電位間的電路配合變得容易。實現(xiàn)電路或設(shè)備浮地的方法有變壓器隔離和光電隔離。浮地的最大優(yōu)點是抗騷擾性能好。     浮地的缺點是由于設(shè)備不與公共地相連，容易在兩者間造成靜電積累，當(dāng)電荷積累到一定程度后，在設(shè)備地與公共地之間的電位差可能引起劇烈的靜電放電，而成為破環(huán)性很強(qiáng)的騷擾源。     一個折衷方案是在浮地與公共地之間跨接一個阻值很大的泄放電阻，用以釋放所積累的電荷。注意控制釋放電阻的阻抗，太低的

28、電阻會影響設(shè)備泄漏電流的合格性。     2）混合接地     混合接地使接地系統(tǒng)在低頻和高頻時呈現(xiàn)不同的特性，這在寬帶敏感電路中是必要的。電容對低頻和直流有較高的阻抗，因此能夠避免兩模塊之間的地環(huán)路形成。當(dāng)將直流地和射頻地分開時，將每個子系統(tǒng)的直流地通過10100nF的電容器接到射頻地上，這兩種地應(yīng)在一點有低阻抗連接起來，連接點應(yīng)選在最高翻轉(zhuǎn)速度（di/dt）信號存在的點。   設(shè)備接大地     在工程實踐中，除認(rèn)真考慮設(shè)備內(nèi)部的信號接地外，通常還將設(shè)備的信號地，機(jī)殼與大地連在一起，以大地作

29、為設(shè)備的接地參考點。設(shè)備接大地的目的是     1）保證設(shè)備操作人員人身的安全。     2）泄放機(jī)箱上所積累的電荷，避免電荷積累使機(jī)箱電位升高，造成電路工作的不穩(wěn)定。     3）避免設(shè)備在外界電磁環(huán)境的作用下使設(shè)備對大地的電位發(fā)生變化，造成設(shè)備工作的不穩(wěn)定。     由此可見，設(shè)備接大地除了是對人員安全、設(shè)備安全的考慮外，也是抑制騷擾發(fā)生的重要手段。 3.3  屏蔽     抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的騷擾輻射的有效方法是屏蔽，即用電導(dǎo)率良好

30、的材料對電場屏蔽，用磁導(dǎo)率高的材料對磁場屏蔽。為了防止脈沖變壓器的磁場泄露，可利用閉合環(huán)形成磁屏蔽，另外，還要對整個開關(guān)電源進(jìn)行電場屏蔽。屏蔽應(yīng)考慮散熱和通風(fēng)問題，屏蔽外殼上的通風(fēng)孔最好為圓形多孔，在滿足通風(fēng)的條件下，孔的數(shù)量可以多，每個孔的尺寸要盡可能小。接縫處要焊接，以保證電磁的連續(xù)性，如果采用螺釘固定，注意螺釘間距要短。屏蔽外殼的引入、引出線處要采取濾波措施，否則，這些會成為騷擾發(fā)射天線，嚴(yán)重降低屏蔽外殼的屏蔽效果。若用電場屏蔽，屏蔽外殼一定要接地，否則，將起不到屏蔽效果；若用磁場屏蔽，屏蔽外殼則不需接地。對非嵌入的外置式開關(guān)電源的外殼一定要進(jìn)行電場屏蔽，否則，很難通過輻射騷擾測試。 濾波     電源濾波器安裝在電源線與電子設(shè)備之間，用于抑制電源線引出的傳導(dǎo)騷擾，又可以降低從電網(wǎng)引入的傳導(dǎo)騷擾。對提高設(shè)備的可靠性有重要的作用。     開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁騷擾以傳導(dǎo)騷擾為主，而傳導(dǎo)騷擾又分差模騷擾和共模干擾兩種。通常共模騷擾要比差模騷擾產(chǎn)生更大的輻射型EMD。目前抑制傳導(dǎo)EMD最有效的方法是利用無源濾波技術(shù)。