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PWM开关稳压电源尖峰干扰分析

时间:2011-08-29 09:25:54

     1 开关稳压电源工作时开关三极管和续流二极管(亦可以是另一个开关三极管)总是交替地导通或者截止,图1中KQ和KD并非是理想器件,两种状态的转换需要一定的时间,这就产生了尖峰干扰。在状态转变过程中,该导通的开关没有完全导通,而该截止的开关却又没有截止的瞬间,电源到地有直接的通路,产生瞬态电流Is。该电流跟开关三极管导通时的电流Imax及截止时的电流Icmin的差值、开关KQ和KD同时导通的持续时间等因素有关。由于电路分布参数的影响,在波形上出现振铃振荡。

      2 功率开关管瞬时导通的持续时间对尖峰干扰的影响

      晶体管的开启和关断时间跟其截止频率成反比。开启、关断时间越短,开关速度就越快。同时导通的持续时间取决于KQ和KD所使用的器件的开关速度。用速度不同的开关器件比较,开关器件的速度越快,同时导通的持续时间越短,尖峰干扰越是宽度窄、幅度大。

      3 减小变压器漏感引起的电压尖峰

      变压器的漏感越大,电压尖峰越高,射频干扰也就越大。特别是变压器采取屏蔽后,由于耦合差,漏感也相应大一些。一般说,用环型磁芯绕制的变压器产生的漏感要比E型小些。另外,绕线工艺也很重要,较好的绕线方式是先绕初级总圈数的一半,再绕次级的全部圈数,最后再绕初级的剩余一半,即次级线圈在初级线圈的中间。这样初级线圈保持有较好的耦合,使变压器有较小的漏感。

      4 功率管的开关波形对尖峰干扰的影响与抑制

      开关波形Usr(t)的方正度影响尖峰干扰。矩形波的谐波幅度随频率增加而减小的速率为20dB十倍频程,梯形波则为40dB?十倍频程。有意识地改变矩形波的陡峭程度和两角的钝化程度可抑制高频分量、减小尖峰干扰。故要合理地选择开关三极管和续流二极管的开关速度。

      对开关三极管而言,有两种方法可减小尖峰干扰,即增大Vce的上升时间和减小Ic的下降时间。图2电路中,在确定了KQ之后,增大KD的开启时间、减小关断时间可以减小尖峰干扰。

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