論尖峰電壓、電流對(duì)開(kāi)關(guān)電源的干擾和抑制措施

劉光清 鄭勤

摘 要開(kāi)關(guān)電源現(xiàn)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于數(shù)字電路中，開(kāi)關(guān)頻率及速度也隨之提高，這些引發(fā)電壓及電流的變化，并伴隨有大量電磁干擾的出現(xiàn)，這會(huì)嚴(yán)重干擾影響到電子設(shè)備的正常運(yùn)行的，出現(xiàn)一些故障如死機(jī)、數(shù)據(jù)出錯(cuò)等等，對(duì)生產(chǎn)工作會(huì)造成較大損失，應(yīng)采取措施抑制這種干擾影響的出現(xiàn)。本文將重點(diǎn)分析下尖峰電壓、電流對(duì)開(kāi)關(guān)電源的干擾以及對(duì)應(yīng)的抑制措施。

【關(guān)鍵詞】尖峰電壓電流 開(kāi)關(guān)電源 干擾 抑制

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電力電子產(chǎn)業(yè)的器件處于不斷更新?lián)Q代狀態(tài)中，而且其中的開(kāi)關(guān)電源現(xiàn)在使用的更為廣泛，技術(shù)器件更新?lián)Q代過(guò)程中，其開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率及速度也使得開(kāi)關(guān)電源受到電壓、電流干擾，電壓及電流瞬間變化，導(dǎo)致大量電磁干擾產(chǎn)生，電子設(shè)備正常工作因此受到干擾。

1 尖峰電壓、電流對(duì)開(kāi)關(guān)電源的干擾和抑制原理機(jī)制

開(kāi)關(guān)電源受干擾的途徑是電源線，因此又可以稱為傳導(dǎo)干擾，這種干擾顧名思義就是：雜波干擾以電源線路為傳導(dǎo)路徑，進(jìn)入或者是輸出，傳導(dǎo)干擾又能細(xì)分為對(duì)稱及非對(duì)稱干擾。對(duì)稱干擾主要含義是：其比較參考物是大地或參考地，然后通過(guò)電源兩根線傳導(dǎo)干擾信號(hào)，這種干擾信號(hào)的大小及方向是相同的。兩種不同信號(hào)隨機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物是不對(duì)稱干擾，而且兩者組成的干擾組合比例也不能用，其具有不同的對(duì)稱性質(zhì)，因此就能得到：抑制一種干擾信號(hào)時(shí)，那么另一種干擾信號(hào)的抑制將減弱，

非對(duì)稱干擾起作用時(shí)，它會(huì)有反向線圈磁通，更具體來(lái)說(shuō)就是電感量為零—XL=0，流過(guò)電流不會(huì)因此受到壓降作用，非對(duì)稱干擾也不能被較好地抑制。從中能夠分析出：輸入端1及輸出端4分別接入了線圈各端，相應(yīng)的對(duì)稱干擾電流還會(huì)促使相反自感電動(dòng)勢(shì)極性形成，并于此出現(xiàn)磁通反向，接著會(huì)互相抵消，總電感量為零，因此不能有效抑制對(duì)稱干擾。非對(duì)稱干擾的干擾信號(hào)具有相反的極性，這從側(cè)面說(shuō)明干擾信號(hào)自身增加了一倍自感量，能夠產(chǎn)生較顯著的抑制作用。電路實(shí)際工作、操作時(shí)，兩種以上電路常常同時(shí)接入到電路中，這種電路常常在電源性附近輸入端進(jìn)行布置，這種方法對(duì)上述兩種干擾信號(hào)具有較好的抑制作用。

2 尖峰電壓、電流對(duì)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生干擾及相應(yīng)抑制措施

電路中通過(guò)并入適當(dāng)容性元件，來(lái)消除尖峰電壓，處于電容兩端電壓不會(huì)突然變化，但是開(kāi)關(guān)電路在換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間的大電流，電路開(kāi)啟時(shí)也很容易出現(xiàn)尖峰電流，對(duì)開(kāi)關(guān)管的可靠正常工作是非常不利的，電壓保護(hù)現(xiàn)象也會(huì)隨之出現(xiàn)。例如，有一個(gè)類似于并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源的電路曾經(jīng)送修過(guò)，如圖1所示。

開(kāi)關(guān)管Q01更換之后，電源啟動(dòng)時(shí)就會(huì)受保護(hù)，并且換成了100W燈泡的電源假負(fù)載，測(cè)量機(jī)器開(kāi)機(jī)時(shí)+B電壓瞬間是180V，隨后出現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)量后，可以分析出：受保護(hù)電路Q05的G極電壓比開(kāi)啟電壓大，此時(shí)A、K間電壓是零，開(kāi)關(guān)電路因此會(huì)停振，保險(xiǎn)絲不被燒，各個(gè)電器的元件檢查也很正常。故障出現(xiàn)原因的驗(yàn)證時(shí)，可以使用示波器將其分別連接在開(kāi)關(guān)管Q01C極及控制極上，將開(kāi)關(guān)管b極波形測(cè)出來(lái)之后，比較其與對(duì)應(yīng)點(diǎn)正常波形，能夠分析得出：干擾波形非常明顯。電路中一些元件需要關(guān)機(jī)重新檢測(cè)。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)所有元件也都正常，接著再認(rèn)真進(jìn)行觀察與思考，能夠看到原本套在開(kāi)關(guān)管發(fā)射極上的小磁環(huán)消失了，這可能是修理者原來(lái)更換開(kāi)關(guān)時(shí)，不小心將其取掉了，但是這與電路圖上顯示的不一致，電路圖上顯示有磁環(huán)。小磁環(huán)在開(kāi)關(guān)管e極上，磁環(huán)與小電感線圈在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通作用下會(huì)降低電流當(dāng)尖峰電流速率及幅度發(fā)生變化時(shí)，這保證了迅速穩(wěn)定電壓的良好輸出。由此能夠得出開(kāi)關(guān)管e極上套小磁環(huán)是故障出現(xiàn)的原因，隨后開(kāi)機(jī)便發(fā)現(xiàn)電壓輸出一切正常，不再有保護(hù)現(xiàn)象、實(shí)際操作時(shí)應(yīng)注意：并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源存在電路或者是容性負(fù)載時(shí)，電路圖紙上顯示套小磁環(huán)位置不能隨便去掉，也不能無(wú)限制使用減少尖峰電流、電壓的干擾措施。

3 結(jié)語(yǔ)

開(kāi)關(guān)電源在得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，其開(kāi)關(guān)頻率及速度也不斷提高，這使得電壓及電流出現(xiàn)了快速變化，它們會(huì)經(jīng)過(guò)電源線路及零散的電磁場(chǎng)耦合產(chǎn)生較大的電磁干擾，電子設(shè)備因此不能正常工作，甚至給生產(chǎn)工作造成較大損失，因此應(yīng)采取必要措施進(jìn)行解決，本文使用在分析電路、元器件布置基礎(chǔ)上，探索出了并聯(lián)電容、串聯(lián)電感等方法措施。

參考文獻(xiàn)

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[2]李民.車載開(kāi)關(guān)電源電磁干擾分析[D].西安電子科技大學(xué)，2012.

作者單位

湖北省十堰市廣播電視臺(tái) 湖北省十堰市 442000