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          EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設計應用 > 解決隔離式開關的傳導性共模輻射問題之第 2 部分

          解決隔離式開關的傳導性共模輻射問題之第 2 部分

          作者: 時間:2013-01-08 來源:網(wǎng)絡 收藏

          在本篇電源設計小貼士中,我們將繼續(xù)討論共模電流。如前所述我們可以使用一個機架電容將共模電流返回至電源,該電容還可以降低噪聲的源阻抗。然而就我們可以使用的電容大小而言是有一個安全極限的,其決定了共模濾波器的剩余量。共模電流是由 Q1 漏極上的大 AC 電壓產(chǎn)生的(請參見圖 1),其使得電流流經(jīng)雜散電容進入機架接地。機架電容 C1 為其提供了一個在電源中返回而不會流經(jīng) AC 輸入源接地連接的路徑。共模電感 L1 通過在電源機架和 AC 輸入源之間的路徑中添加阻抗來限制共模。1 MHz 時,4700 pF 機架電容的最大容許感抗為 30 Ohms。為了讓所有產(chǎn)生的電流都進入到機架電容 C1,這一電感需要在高頻率范圍內(nèi)具有高阻抗(數(shù)千歐姆)。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/175931.htm
          圖 1 高阻抗共模電感 (L1) 降低了輻射.jpg

          圖 1 高阻抗共模電感 (L1) 降低了

          更進一步觀察 T2,電感位于熱線和中線組合路徑,差動電感不再用于降低共模電流。許多設計人員都使用 L1 漏電感進行差動濾波。由于有了電感連接(如圖 1 所示),在電感中就沒有了凈 DC 電流,這就是說可以使用一個高磁導率無隙磁芯。圖 2 顯示了典型共模電感磁芯材料與頻率之間關系的相關磁導率。就磁導率而言有真實部分 (real part) 也有復極部分 (complex part)。當復極部分與材料損耗相關時真實部分就與電感相關。由于該圖表述為串聯(lián)組件,因此總體阻抗為二者的矢量和。這是極具價值的,因為即使電感的真實部分在 300 kHz 頻率時作用開始衰減并且在高于 1-2 MHz 時無法使用,阻抗取決于1 MHz 以上時材料的損耗情況并繼續(xù)實現(xiàn)10 MHz 的高效率。

          圖2尋找一種具有高磁導率裕量的磁芯材料.jpg

          圖2尋找一種具有高磁導率裕量的磁芯材料

          一旦您選定了磁芯材料,接下來的最大挑戰(zhàn)就是如何充分利用磁芯材料的高磁導性(請參見圖 3),該圖顯示了 28 mH 阻抗共模與頻率的關系。在低頻率時,該器就像是一個電感器,但是在高頻率時其更像是一個分布電容,該電容與電感共振。由于該大電感,23 pF 分布式電容就會影響電感在 200 kHz 以上時的性能。設計一款高性能共模電感的關鍵就是選擇扇形繞組、單個繞組并精心選擇磁芯最小化繞組的數(shù)量來最小化電容。有時這些共振是不可避免的并且在較高頻率時需要額外的濾波。在這些情況下,我們可以再添加一個電感來對較高頻率進行濾波。

          圖 3 分布電容降低了共模電感阻抗.jpg

          圖 3 分布電容降低了共模電感阻抗

          總之,出于對噪聲的高源阻抗以及安全性考慮,AC 電源的共模濾波包含了若干高阻抗組件以將電容限制在機架以內(nèi)。由于中間繞組電容的存在,就高頻率下的高阻抗而言,要想實現(xiàn)上述功能,共模電感面臨著很大的挑戰(zhàn)。在選擇磁芯材料時需十分謹慎,材料磁導性裕量必須一直保持在高水平。此外,必須要對分布式繞組電容進行適當控制。一個僅為 30 pF 的分布式電容就可損壞電感的阻抗。在大多數(shù)情況下,設計人員會使用串聯(lián)的兩個電感(每個電感在特定的頻帶內(nèi)均能提供濾波功能)來這一



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