發(fā)布時(shí)間：2017-10-15 11:22

  本文關(guān)鍵詞：反激式開(kāi)關(guān)電源的傳導(dǎo)和輻射發(fā)射特性研究

  更多相關(guān)文章： 傳導(dǎo)EMI 輻射EMI 電磁兼容 Flyback開(kāi)關(guān)電源 預(yù)測(cè)方法

【摘要】：開(kāi)關(guān)電源被廣泛用于電信、軍事設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備等諸多領(lǐng)域。由于電子開(kāi)關(guān)速率不斷提高,其所帶來(lái)的電磁干擾(EMI)成為必須引起重視的電磁兼容問(wèn)題。由于反激式(Flyback)開(kāi)關(guān)電源通過(guò)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)降壓、升壓、升降壓的變換而日益廣泛應(yīng)用,同時(shí)也存在較為嚴(yán)重的傳導(dǎo)和輻射干擾。由于傳導(dǎo)和輻射電磁干擾符合性測(cè)試需要嚴(yán)格的測(cè)試環(huán)境和昂貴的測(cè)試設(shè)備,因此進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾的預(yù)測(cè)和評(píng)估非常必要。論文據(jù)此開(kāi)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(dǎo)干擾的產(chǎn)生機(jī)理和傳導(dǎo)路徑。論文采用時(shí)域仿真方法來(lái)分析和預(yù)測(cè)傳導(dǎo)電磁干擾。分別采用SPICE模型和高頻等效電路模型對(duì)有源和無(wú)源器件建模,基于CST PCB工作室采用2D場(chǎng)求解器提取出印刷電路板(PCB)的寄生參數(shù),進(jìn)而在該工作室中再完成整個(gè)電路的仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該仿真方法的有效性,能快速預(yù)測(cè)和評(píng)估傳導(dǎo)電磁干擾;其次研究了典型的“PCB加線纜”這一架構(gòu)的開(kāi)關(guān)電源模型,其中開(kāi)關(guān)管的快速開(kāi)與關(guān)所產(chǎn)生的瞬時(shí)強(qiáng)電壓、電流變化(dv/dt、di/dt)是電路板上主要的對(duì)外輻射源。同時(shí),電路板外接的線纜能將從板上耦合而來(lái)的能量向外輻射出去,增強(qiáng)了輻射發(fā)射電平強(qiáng)度,研究確認(rèn)了線纜輻射也是導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源電磁輻射問(wèn)題突出的原因之一�；陂_(kāi)關(guān)電源的傳導(dǎo)和輻射原理,論文提出了一種可以快速預(yù)測(cè)Flyback開(kāi)關(guān)電源輻射發(fā)射的簡(jiǎn)化模型,并通過(guò)實(shí)物加工,在電磁兼容實(shí)驗(yàn)室對(duì)一款20W的Flyback開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行3m外輻射發(fā)射的測(cè)試,結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)完全符合電磁兼容(EMC)指標(biāo)要求,驗(yàn)證了該模型的正確性;最后在開(kāi)關(guān)電源傳導(dǎo)、輻射干擾的抑制方面進(jìn)行了一系列深入研究。對(duì)傳導(dǎo)干擾的抑制措施進(jìn)行電路分析,對(duì)輻射干擾通過(guò)電磁仿真和電路分析相結(jié)合的方法,提出了設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源減少EMI的思路。在設(shè)計(jì)初期通過(guò)預(yù)測(cè)傳導(dǎo)和輻射電磁干擾或采取相應(yīng)的抑制措施來(lái)進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì),有利于降低研發(fā)成本。
【關(guān)鍵詞】：傳導(dǎo)EMI 輻射EMI 電磁兼容 Flyback開(kāi)關(guān)電源 預(yù)測(cè)方法
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 開(kāi)關(guān)電源傳導(dǎo)電磁干擾國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 開(kāi)關(guān)電源輻射電磁干擾國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容12-14
• 第二章 開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浼半姶鸥蓴_分析方法14-27
• 2.1 開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浜?jiǎn)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(diǎn)19-21
• 2.3 電磁干擾源與耦合途徑21-23
• 2.3.1 傳導(dǎo)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(jié)25-27
• 第三章 傳導(dǎo)干擾特性的建模和仿真27-39
• 3.1 傳導(dǎo)電磁干擾的測(cè)試要求27-28
• 3.1.1 人工電源網(wǎng)絡(luò)27-28
• 3.1.2 測(cè)試配置28
• 3.2 Flyback開(kāi)關(guān)電源中的傳導(dǎo)EMI28-30
• 3.2.1 共模電流和差模電流28-29
• 3.2.2 Flyback開(kāi)關(guān)電源中的共模和差模電流29-30
• 3.3 傳導(dǎo)EMI的建模30-36
• 3.3.1 無(wú)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(dǎo)EMI的電路仿真及結(jié)果分析36-38
• 3.5 本章小結(jié)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(cè)試39-40
• 4.2 開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)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(jì)算方法43
• 4.4 Flyback開(kāi)關(guān)電源及其簡(jiǎn)化輻射模型43-47
• 4.4.1 單端Flyback開(kāi)關(guān)電源電路拓?fù)?/span>44-45
• 4.4.2 簡(jiǎn)化輻射模型的輻射分析與對(duì)比45-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第五章 開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的抑制措施48-57
• 5.1 傳導(dǎo)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(shù)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(zhǎng)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(duì)輻射發(fā)射的影響55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 致謝64-65
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65

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