開關電源[1] 噪聲與消除

開關電源會產生兩類噪聲:共模和差模。差模噪聲的傳播途徑和輸入電流相同。共模噪聲表現爲彼此相等且同相的噪聲,其傳播途徑經繞組與地線相連。爲抑制電磁干擾,典型濾波器應該包含共模電感器、差模電感器和X及Y電容器。Y電容器和共模電感器用於衰減共模噪聲。電感器對高頻噪聲顯示高阻抗,並反射或吸收噪聲,同時,電容器成爲到地的低阻抗路徑,使噪聲從主電流分流出去。爲了實現以上功能,共模電感器必須在開關頻率範圍內提供合適的阻抗。

共模電感器由兩組匝數相同的繞組構成。這兩個繞組使每個繞組中的線路電流所產生的磁通大小相等,而相位相反。所以這兩組繞組產生的磁通相互抵消使磁芯處於未偏置狀態。差模電感器僅有一個繞組,磁芯需要承受全部線路電流,並且在工作狀態下不能飽和。

所以共模電感器和差模電感器有很大差異。爲防止磁芯飽和,差模電感器磁芯的有效磁導率必須低(間隙鐵氧體或磁粉芯)。但是共模電感器可使用高磁導率材料,並可用較小的磁芯獲得非常大的電感。



選擇材料

         開關電源產生的噪聲主要位於裝置基頻處,幷包括高次諧波。也就是說,噪聲頻譜一般包括10kHz到50MHz之間的部分。爲了提供合適的衰減,電感器的阻抗在此頻帶內必須足夠高。共模電感器的總阻抗由兩部分構成,一部分是串聯敢抗(Xs),另一部分是串聯電阻(Rs)。在低頻時,電抗是阻抗的主要部分,但隨着頻率升高,磁導率的實部減小,磁芯損耗增大。 

參數設計:

         共模電感的電感量大小和繞制。先繞一匝測感量,把這個感量當作係數AL。感量與匝數的平方成正比,即爲L=AL*N2共模電感不以電感論,以個頭論電流是確定的,因此線徑可以確定,而磁芯窗口是確定的,匝數因此可以確定,這個電感就別無選擇了。如果這個電感不能滿足共模濾波要求,就換大(窗口)個的磁芯。線徑仍然是確定的,可以多繞幾匝的意思,一直到你滿意。如果一直都不滿意,那就不是共模濾波的問題了,在電路里找原因。



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