利用屏蔽技术抑制开关电源的干扰

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简介:开关电源的辐射干扰无处不在,不仅是电路中的干扰,还会通过空中进行电磁干扰。抑制开关电源产生骚扰辐射的又一种方法是屏蔽,目的是为了切断电磁波的空间传播途径,用电磁屏蔽的方法解决开关电源电路中电磁干扰的问题不会影响到开关电源的正常工作。

开关电源的辐射干扰无处不在,不仅是电路中的干扰,还会通过空中进行电磁干扰。抑制开关电源产生骚扰辐射的又一种方法是屏蔽,目的是为了切断电磁波的空间传播途径,用电磁屏蔽的方法解决开关电源电路中电磁干扰的问题不会影响到开关电源的正常工作。

在屏蔽过程中使用电导率优良的材料对电场进行屏蔽,用磁导率高的磁性材料对磁场进行屏蔽。为了防止开关电源脉冲变压器的磁场泄露,可以使用闭合环形成磁屏蔽,另外,还要对整个电源进行电场屏蔽。屏蔽的同时还要考虑散热和通风问题,屏蔽的金属外壳上的通风孔最好为圆形多孔,在满足通风散热的条件下,孔的数量可以多,每个散热孔的尺寸要尽量的小。接缝处要焊接,从而保证电磁通路的连续性,如果采用螺钉固定,注意螺钉间距要短。屏蔽外壳的引入、引出线处要采取滤波措施,否则,这些会成为骚扰发射天线,严重降低屏蔽效果。若对电场屏蔽,屏蔽外壳一定要接地,否则,将起不到屏蔽效果;若对磁场屏蔽,屏蔽外壳则不需接地。

对非嵌入的外置式直流开关电源的外壳一定要进行电场屏蔽,否则,非常难以通过辐射骚扰测试。对于直流开关电源来说,主要是做好机箱外壳的屏蔽,高频变压器屏蔽,开关管和整流二极管的屏蔽,采用光电隔离技术。功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗,为了散热往往需要安装散热器或直接安装在电源底板上。器件安装时需要用导热性能好的绝缘片进行绝缘,这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容,开关电源的底板是交流电源的地线,因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰,解决这个问题的方法是在两层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断射频干扰向市电电网传播的途径。

为了抑制开关电源产生的电磁辐射干扰对其他电子电气设备的影响,可按照对磁场屏蔽的方法进行加工屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与系统的机箱外壳和地连接为一体,就能对电磁场进行有效的屏蔽。电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。例如,静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰;电磁屏蔽用的导体原则上可以不接地,但不接地的屏蔽导体时常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应,所以最好接地为好,这样使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用。电路的公共参考点与外面的大地相连,可为信号回路提供可靠的参考电位。因此,电路中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线后,最后都与大地相连。

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