电容在开关电源模块的作用
一直以来,开关电源模块的电磁干扰是一个重要的解决点,从原理上来讲电磁干扰主要来自于两个方面,即传导干扰和辐射的干扰。
传导干扰是由于电路中寄生参数的存在,以及开关电源中开关器件的开通与判断,使得开关电源在交流输入端产生较大的共模干扰和差模干扰。
辐射的干扰是指由于导体中电流的变化会在其周围空间中产生变化的磁场,而变化的磁场又产生变化的电场,这一变化电流的幅值和频率决定其产生的电磁的大小以及其作用范围。
为了减轻和抵抗这些电磁干扰对电网及电子设备产生的危害,设了X电容和Y电容,其中X电容主滤波作用,常用于差模滤波,与共模电感匹配,并联在输入的两端,滤除L、N线之间的差模信号,可防对外干扰。而Y电容主接地,常用于共模滤波,对称使用,接于L于地或N于地之间,滤除L对地或N对地之间的差模信号。基于漏电流的限制,Y电容值不能太大。
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电源设计中即使是普通的直流到直流开关转换器的设计都会出现一系列问题,尤其在高功率电源设计中更是如此。除功能性考虑以外,工程师必须保证设计的鲁棒性,以符合成本目标要求以及热性能和空间限制,当然同时还要保证设计的进度。另外,出于产品规范和系统性能的考虑,电源产生的电磁干扰(EMI)必须足够低。不过,电源的电磁干扰水平却是设计中难预计的项目。有些人甚至认为这简直是不可能的,设计人员能做的就是在设计中进行充分考虑,尤其在布局时。
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模块化是开关电源发展的总体趋势,可以采用模块化电源组成分布式电源系统,可以设计成N 1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点,若单独追求高频化其噪声也必将随着增大,而采用部分谐振转换电路技术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,以使得该项技术得以实用化。电力电子技术的不断创新,使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度,就必须走技术创新之路,走出有中国特色的产学研联合发展之路,为我国国民经济的高速发展做出贡献。
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