开关电源传导干扰仿真分析

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随着电子技术的发展,电磁兼容性的研究工作越来越受到人们的重视。本文主要就反激式开关电源的传导干扰进行了仿真;对辐射干扰的特点进行了分析。以反激式开关电源为研究对象,综述了开关电源产生传导电磁干扰的干扰源和干扰传播路径。分析了电阻、电容、电感等元件的高频特性,利用电阻、电容、电感、变压器、MOSFET、二极管的高频模型组建了仿真电路。分析了开关电源传导干扰的产生及耦合路径,根据干扰电流的大小和流动的方向标识出了干扰耦合的路径。使用PSpice软件模拟仿真,对比分析了电压器漏电感、散热片对地电容、MOSFET寄生电容Cgdo、Cgso、二极管电容Cjd等参数对干扰大小的影响。开关管MOSFET在断开时,会在变压器漏感上产生感应电动势E=-Lp(di/dt),叠加在变压器绕组Np的关断电压上,形成关断电压尖峰。漏感越大电压尖峰越高,震荡波形的幅度越大,衰减需要的时间越长,干扰越严重。散热片电容的大小对干扰大小影响很大,共模干扰主要是因为很大的电压跳变dv/dt使散热片电容不断充放电产生很大的干扰电流,散热片电容越大干扰越严重。MOSFET寄生电容Cgdo小的MOSFET电压变化率dv/dt大,干扰也就严重;反之,干扰就小一些。MOSFET的寄生电容Cgso、二极管的结电容Cjd对干扰的作用不大。最后参考其他文献给出了抑制干扰常用的方法,这些工作对开关电源的电磁兼容性设计具有一定的指导作用。辐射干扰测试在电磁兼容中至关重要。本文在最后着重阐述了基于GPIB接口的辐射EMI测试系统,分析了辐射EMI的特点及测试方法。提出了使用Matlab仪器控制工具箱,通过GPIB接口来控制转台、天线高度和EMI接收机,对辐射干扰进行了测试的方法。辐射干扰的大小受天线高度、EUT方位角度和频率波段三者共同影响。
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