本文關鍵詞：反激式開關電源的傳導和輻射發(fā)射特性研究

  更多相關文章： 傳導EMI 輻射EMI 電磁兼容 Flyback開關電源 預測方法

【摘要】：開關電源被廣泛用于電信、軍事設備、運輸設備等諸多領域。由于電子開關速率不斷提高,其所帶來的電磁干擾(EMI)成為必須引起重視的電磁兼容問題。由于反激式(Flyback)開關電源通過簡單的系統(tǒng)設計可實現(xiàn)降壓、升壓、升降壓的變換而日益廣泛應用,同時也存在較為嚴重的傳導和輻射干擾。由于傳導和輻射電磁干擾符合性測試需要嚴格的測試環(huán)境和昂貴的測試設備,因此進行開關電源的電磁干擾的預測和評估非常必要。論文據(jù)此開展系列研究工作,其主要工作歸納如下:首先分析了一般性傳導干擾的產(chǎn)生機理和傳導路徑。論文采用時域仿真方法來分析和預測傳導電磁干擾。分別采用SPICE模型和高頻等效電路模型對有源和無源器件建模,基于CST PCB工作室采用2D場求解器提取出印刷電路板(PCB)的寄生參數(shù),進而在該工作室中再完成整個電路的仿真。實驗結果證明了該仿真方法的有效性,能快速預測和評估傳導電磁干擾;其次研究了典型的“PCB加線纜”這一架構的開關電源模型,其中開關管的快速開與關所產(chǎn)生的瞬時強電壓、電流變化(dv/dt、di/dt)是電路板上主要的對外輻射源。同時,電路板外接的線纜能將從板上耦合而來的能量向外輻射出去,增強了輻射發(fā)射電平強度,研究確認了線纜輻射也是導致開關電源電磁輻射問題突出的原因之一�；陂_關電源的傳導和輻射原理,論文提出了一種可以快速預測Flyback開關電源輻射發(fā)射的簡化模型,并通過實物加工,在電磁兼容實驗室對一款20W的Flyback開關電源進行3m外輻射發(fā)射的測試,結果表明,該設計完全符合電磁兼容(EMC)指標要求,驗證了該模型的正確性;最后在開關電源傳導、輻射干擾的抑制方面進行了一系列深入研究。對傳導干擾的抑制措施進行電路分析,對輻射干擾通過電磁仿真和電路分析相結合的方法,提出了設計開關電源減少EMI的思路。在設計初期通過預測傳導和輻射電磁干擾或采取相應的抑制措施來進行預設計,有利于降低研發(fā)成本。
【關鍵詞】：傳導EMI 輻射EMI 電磁兼容 Flyback開關電源 預測方法
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 開關電源傳導電磁干擾國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 開關電源輻射電磁干擾國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12-14
• 第二章 開關電源拓撲及電磁干擾分析方法14-27
• 2.1 開關電源拓撲簡介14-19
• 2.1.1 非隔離式14-18
• 2.1.2 隔離式18-19
• 2.2 電磁干擾分析方法的特點19-21
• 2.3 電磁干擾源與耦合途徑21-23
• 2.3.1 傳導電磁干擾21-23
• 2.4 輻射電磁干擾23-25
• 2.4.1 電偶極天線的輻射23-25
• 2.4.2 磁偶極天線的輻射25
• 2.5 本章小結25-27
• 第三章 傳導干擾特性的建模和仿真27-39
• 3.1 傳導電磁干擾的測試要求27-28
• 3.1.1 人工電源網(wǎng)絡27-28
• 3.1.2 測試配置28
• 3.2 Flyback開關電源中的傳導EMI28-30
• 3.2.1 共模電流和差模電流28-29
• 3.2.2 Flyback開關電源中的共模和差模電流29-30
• 3.3 傳導EMI的建模30-36
• 3.3.1 無源器件模型30-32
• 3.3.2 有源器件模型32-35
• 3.3.3 PCB模型35-36
• 3.4 傳導EMI的電路仿真及結果分析36-38
• 3.5 本章小結38-39
• 第四章 輻射干擾特性的建模和仿真39-48
• 4.1 輻射發(fā)射的測試39-40
• 4.2 開關電源的共模輻射40-43
• 4.2.1 PCB共模輻射與差模輻射40-42
• 4.2.2 開關電源中共模輻射的產(chǎn)生42-43
• 4.3 輻射發(fā)射的數(shù)值計算方法43
• 4.4 Flyback開關電源及其簡化輻射模型43-47
• 4.4.1 單端Flyback開關電源電路拓撲44-45
• 4.4.2 簡化輻射模型的輻射分析與對比45-47
• 4.5 本章小結47-48
• 第五章 開關電源電磁干擾的抑制措施48-57
• 5.1 傳導干擾的抑制措施48-50
• 5.1.1 EMI濾波器48-49
• 5.1.2 頻譜展寬技術49
• 5.1.3 屏蔽層抑制49-50
• 5.1.4 其它措施50
• 5.2 輻射干擾的抑制措施50-55
• 5.2.1 減小環(huán)路面積50-51
• 5.2.2 減小線纜長度51-53
• 5.2.3 添加地平面53
• 5.2.4 加緩沖電路53-54
• 5.2.5 加鐵氧體磁環(huán)54-55
• 5.3 板上寄生參數(shù)對輻射發(fā)射的影響55-56
• 5.4 本章小結56-57
• 第六章 總結與展望57-59
• 參考文獻59-64
• 致謝64-65
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文65

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