封开[cityname]油浸式变压器中开关管及二极管 EMI抑制方法分析研究

1、导言[cityname]油浸式变压器电磁干扰(EMI)就是[cityname]油浸式变压器电磁兼容缺乏,是破坏性[cityname]油浸式变压器电磁能从一个电子设备经过传导或辐射到另一个电子设备的进程.近年来,[cityname]油浸式变压器以其频率高、功率高、体积小、输出安稳等长处而敏捷发展起来.[cityname]油浸式变压器已逐渐替代了线性[cityname]油浸式变压器,广泛应用于计算机、通讯、自控体系、家用电器等领域. 可是因为[cityname]油浸式变压器作业在高频状况及其高di/dt和高dv/dt,使[cityname]油浸式变压器存在十分突出的缺陷--简略发作比较强的[cityname]油浸式变压器电磁干扰(EMI)信号.EMI信号不光具有很宽的频率规模,还具有必定的起伏,经传导和辐射会污染[cityname]油浸式变压器电磁环境,对通讯设备和电子产品构成干扰.所以,怎么下降乃至消除[cityname]油浸式变压器中的EMI问题已经成为[cityname]油浸式变压器设计师们十分重视的问题.本文着重介绍[cityname]油浸式变压器中开关管及二极管EMI的四种按捺办法.

2、开关管及二极管EMI发作机理开关管作业在硬开关条件下[cityname]油浸式变压器本身发作[cityname]油浸式变压器电磁干扰的根本原因,就是在其作业进程中的开关管的高速开关及整流二极管的反向康复发作高di/dt和高dv/dt,它们发作的浪涌电流和尖峰电压构成了干扰源.开关管作业在硬开关时还会发作高di/dt和高dv/dt,然后发作大的[cityname]油浸式变压器电磁干扰.

图1绘出了接理性负载时,开关管作业在硬开关条件下的开关管的开关轨道,图中虚线为双极性晶体管的安全作业区,如果不改进开关管的开关条件,其开关轨道很可能会超出安全作业区,导致开关管的损坏.因为开关管的高速开关,使得[cityname]油浸式变压器中的高频变压器或储能电感等理性负载在开关管导通的瞬间,迫使变压器的初级呈现很大的浪涌电流,将构成尖峰电压.

开关管在截止期间,高频变压器绕组的漏感引起的电流突变,然后发作反电势E=-Ldi/dt,其值与电流改变率(di/dt)成正比,与漏感量成正比,叠加在关断电压上构成关断电压尖峰,然后构成[cityname]油浸式变压器电磁干扰.此外,开关管上的反向并联二极管的反向康复特性欠好,或许电压尖峰吸收电路的参数挑选不妥也会构成[cityname]油浸式变压器电磁干扰.由整流二极管的反向康复引起的干扰源有两个,它们分别是输入整流二极管和输出整流二极管.

它们都是由电流的换向引起的干扰.由图2标明,t0=0时二极管导通,二极管的电流敏捷增大,可是其管压降不是立即下降,而会呈现一个快速的上冲.其原因是在开经进程中,二极管PN结的长基区注入足够的少量载流子,发作电导调制需求必定的时刻tr.该电压上冲会导致一个宽带的[cityname]油浸式变压器电磁噪声.而在关断时,存在于PN结长基区的大量过剩少量载流子需求必定时刻康复到平衡状况然后导致很大的反向康复电流.

当t=t1时,PN结开始反向康复,在t1-t2时刻内,其他过剩载流子依托复合中心复合,回到平衡状况.这时管压降又呈现一个负尖刺.一般t2《t1,所以该尖峰是一个十分窄的尖脉冲,发作的[cityname]油浸式变压器电磁噪声比注册时还要强.因而,整流二极管的反向康复干扰也是[cityname]油浸式变压器中的一个重要干扰源.

[cityname]油浸式变压器中开关管及二极管 EMI抑制方法分析研究3、EMI按捺办法di/dt和dv/dt是[cityname]油浸式变压器本身发作[cityname]油浸式变压器电磁干扰的关键因素,减小其间的任何一个都能够减小[cityname]油浸式变压器中的[cityname]油浸式变压器电磁干扰.由上述可知,di/dt和dv/dt首要是由开关管的快速开关及二极管的反向康复构成的.所以,如果要按捺[cityname]油浸式变压器中的EMI就有必要处理开关管http://jinxiu.76yo.com/的快速开关及二极管的反向康复所带来的问题.

3.1并接吸收设备采纳吸收设备是按捺[cityname]油浸式变压器电磁干扰的好办法.吸收电路的基本原理就是开关在断开时为开关提供旁路,吸收蓄积在寄生散布参数中的能量,然后按捺干扰发作.常用的吸收电路有RC、RCD.此类吸收电路的长处就是结构简略、价格便宜、便于施行,所以是常用的按捺[cityname]油浸式变压器电磁干扰的办法.

(1)并接RC电路在开关管T两头加RC吸收电路,如图3所示.在二次整流回路中的整流二极管D两头加RC吸收电路,如图5所示,按捺浪涌电流.

(2)并接RCD电路在开关管T两头加RCD吸收电路,如图4所示.

3.2串接可饱满磁芯线圈二次整流回路中,与整流二极管D串接可饱满磁芯的线圈,如图5所示.可饱满磁芯线圈在经过正常电流时磁芯饱满,电感量很小,不会影响电路正常上作.一旦电流要反向时,磁芯线圈将发作很大的反电动势,阻挠反向电流的上升.因而,将它与二极管D串联就能有用地按捺二极管D的反向浪涌电流.

3.3传统准谐振技能一般来说,能够选用软开关技能来处理开关管的问题,如图6所示.图6给出了开关管作业在软开关条件下的开关轨道.软开关技能首要减小开关管上的开关损耗,也能够按捺开关管上的[cityname]油浸式变压器电磁干扰.在所有的软开关技能中,准谐振按捺开关管上[cityname]油浸式变压器电磁干扰的作用比较好,所以本文以准谐振技能为例,介绍软开关技能按捺EMI.所谓准谐振就是开关管在电压谷底注册,见图7.开关中寄生电感与电容作为谐振元件的一部分,可完全操控开关导通时电流浪涌与断开时电压浪涌的发作.选用这种办法不只能把开关损耗减到很小,并且能下降噪声.谷底开关要求关断时刻中储存在中的能量有必要在开关注册时释放掉.它的均匀损耗为: