开关电源的电磁兼容性研究与仿真

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电磁兼容是以电磁场理论为基础,包括信息、电工、电子、通讯、材料、结构等多个学科,研究在有限时间、空间和频谱资源条件下各种电器、电子设备或系统在同一电磁环境中相互兼容,而不致引起性能下降的应用科学技术。国际上对电磁兼容的研究十分重视,一些发达国家和地区已经将电磁兼容纳入到国家法律体系中。 开关电源作为当前电源领域中占举足轻重地位的一种高效节能的电源,和线性稳压电源相比具有功耗低、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等特点,广泛应用于计算机及其外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。但开关电源的突出特点是产生较强的电磁干扰(EMI)。EMI信号既占有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经传导和辐射会污染电磁环境,对通信设备和电子仪器造成干扰。如果处理不当,开关电源本身就会变成一个干扰源。随着电子产品的电磁兼容性(EMC)日益受到重视,抑制开关电源的EMI标准或规范,已成为电子产品设计者越来越关注的问题。 介绍了常用开关电源电路的工作原理,分析了开关电源电磁干扰的主要来源,干扰信号的传播机理,提出了一系列的抑制电磁干扰的方法:屏蔽、滤波、接地以及通过改进开关电源电路从而抑制电磁干扰的主动干扰抑制技术,并进行了仿真分析。最后针对开关电源作为一种源,不仅要抑制电磁干扰,还要兼顾功率因数这一问题,介绍了开关电源的功率因数校正电路:无源功率因数校正电路和有源功率因数校正电路,并对典型的无源功率因数校正电路进行了仿真分析。
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