電子線(xiàn)路的電磁兼容性分析
這種脈沖尖峰電流如用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi),看成由非常多的高次諧波電流組成,這些諧波電流將會(huì)降低電源設(shè)備的使用效率,即功率因數(shù)很低,并會(huì)倒灌到電網(wǎng),對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,當(dāng)嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起電網(wǎng)頻率的波動(dòng),即交流電源閃爍。脈沖電流諧波和交流電源閃爍測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為:IEC61000-3-2及IEC61000-3 -3。一般測(cè)試脈沖電流諧波的上限是40次諧波頻率。
解決整流電路中出現(xiàn)脈沖尖峰電流過(guò)大的方法是在整流電路中串聯(lián)一個(gè)功率因數(shù)校正(PFC)電路,或差模濾波電感器。PFC電路一般為一個(gè)并聯(lián)式升壓開(kāi)關(guān)電源,其輸出電壓一般為直流400 V,沒(méi)有經(jīng)功率因數(shù)校正之前的電源設(shè)備,其功率因數(shù)一般只有0.4~0.6,經(jīng)校正后最高可達(dá)到0.98。PFC電路雖然可以解決整流電路中出現(xiàn)脈沖尖峰電流過(guò)大的問(wèn)題,但又會(huì)帶來(lái)新的高頻干擾問(wèn)題,這同樣也要進(jìn)行嚴(yán)格的EMC設(shè)計(jì)。用差模濾波電感器可以有效地抑制脈沖電流的峰值,從而降低電流諧波干擾,但不能提高功率因數(shù)。
圖2中的L1為差模濾波電感器,差模濾波電感器一般用矽鋼片材料制作,以提高電感量,為了防止大電流流過(guò)差模濾波電感器時(shí)產(chǎn)生磁飽和。一般差模濾波電感器的兩個(gè)組線(xiàn)圈都各自留有一個(gè)漏感磁回路。L1差模濾波電感可根據(jù)試驗(yàn)求得,也可以根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算:
E=Ldi/dt
式中:E為輸入電壓Uin與電容器C5兩端電壓的差值,即L1兩端的電壓降,L為電感量,di/dt為電流上升率。顯然,要求電流上升率越小,則要求電感量就越大。(2)對(duì)振鈴電壓的抑制。由于變壓器的初級(jí)有漏感,當(dāng)電源開(kāi)關(guān)管V1由飽和導(dǎo)通到截止關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),反電動(dòng)勢(shì)又會(huì)對(duì)變壓器初級(jí)線(xiàn)圈的分布電容進(jìn)行充放電,從而產(chǎn)生阻尼振蕩,即產(chǎn)生振鈴,如圖4所示。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/181253.htm
變壓器初級(jí)漏感產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)的電壓幅度一般都很高,其能量也很大,如不采取保護(hù)措施,反電動(dòng)勢(shì)一般都會(huì)把電源開(kāi)關(guān)管擊穿,同時(shí)反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的阻尼振蕩還會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射,不但對(duì)機(jī)器本身造成嚴(yán)重干擾,對(duì)機(jī)器周邊環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。
圖2中的D1,R2,C6是抑制反電動(dòng)勢(shì)和振鈴電壓幅度的有效電路,當(dāng)變壓器初級(jí)漏感產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)時(shí),反電動(dòng)勢(shì)通過(guò)二極管D1對(duì)電容器C6進(jìn)行充電,相當(dāng)于電容器吸收反電動(dòng)勢(shì)的能量,從而降低了反電動(dòng)勢(shì)和振鈴電壓的幅度。電容器C6充滿(mǎn)電后,又會(huì)通過(guò)R2放電,正確選擇RC放電的時(shí)間常數(shù),使電容器在下次充電時(shí),其剩余電壓剛好等于方波電壓幅度,此時(shí)電源的工作效率最高。
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