專(zhuān)利名稱(chēng)：一種隔離式開(kāi)關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電磁干擾解決技術(shù)，尤其涉及降低隔離式開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾。
背景技術(shù)：
開(kāi)關(guān)電源由于效率高、體積小、重量輕被廣泛運(yùn)用于各類(lèi)電子設(shè)備和系統(tǒng)中。然而由于開(kāi)關(guān)調(diào)制信號(hào)頻率高(相對(duì)工頻變壓器電源)和邊沿陡，使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生嚴(yán)重地電磁干擾EMI(Electromagnetic Interference)，即在開(kāi)關(guān)電源輸出端直流電壓上疊加了一串頻率很高的尖脈沖(頻率通常在10MHz-100MHz)，使應(yīng)用開(kāi)關(guān)電源的電子設(shè)備和系統(tǒng)的電磁兼容性受到嚴(yán)重影響，還限制了開(kāi)關(guān)電源在某些電子設(shè)備和系統(tǒng)中的運(yùn)用。目前，隔離式開(kāi)關(guān)電源普遍在輸入端和輸出端采用差?；蚬材ｋ姼泻碗娙萁M成濾波器來(lái)減小這種電磁干擾，這種方法是一種被動(dòng)的方法，它不能從產(chǎn)生電磁干擾的源根本上解決問(wèn)題，而且還要增加開(kāi)關(guān)電源的體積和成本。
現(xiàn)敘述隔離式開(kāi)關(guān)電源的原理和產(chǎn)生電磁干擾源的機(jī)制隔離式開(kāi)關(guān)電源電路如圖1，其原理是輸入的直流電壓通過(guò)功率場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)關(guān)調(diào)制后在高頻變壓器初級(jí)線(xiàn)圈中產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)經(jīng)磁芯耦合，由次級(jí)線(xiàn)圈的感應(yīng)電壓經(jīng)過(guò)整流后得到所需要的電壓。在電磁能量的變換過(guò)程中產(chǎn)生了電磁干擾源。開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾主要來(lái)自?xún)?nèi)部電路中的三個(gè)部分1，脈寬調(diào)制(PWM)的功率開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管；2，抑制初級(jí)線(xiàn)圈反向尖峰電壓和續(xù)流的肖特基(Schottky)二極管；3，變壓器次級(jí)線(xiàn)圈的整流二極管。
開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾源的理論根據(jù)1、由于開(kāi)關(guān)電源的工作在非線(xiàn)性的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，它對(duì)輸入的直流電壓進(jìn)行PWM變換后形成一種周期性的矩形波。
根據(jù)富氏變換，矩形波脈沖電信號(hào)其能量被分布在從直流開(kāi)始到無(wú)數(shù)多的諧波里。設(shè)連續(xù)信號(hào)為f(x)f(x)=A0+Σn=1∞(ancosnωt+bnsinnωt)]]>
式中A0是直流分量，∑以后是基波和各次諧波的分量。
2、在隔離式開(kāi)關(guān)電源中，通常有一只肖特基二極管來(lái)抑制變壓器初級(jí)線(xiàn)圈中的電流在場(chǎng)效應(yīng)管在關(guān)閉時(shí)的反向峰值電壓，以保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管。由于二極管導(dǎo)通時(shí)的遲后效應(yīng)而形成尖峰脈沖，在這一尖峰脈沖作用下，二極管內(nèi)部產(chǎn)生的非線(xiàn)性電流(Imsinωt)＝f(x)用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)后也含有豐富的諧波和頻率組合，在專(zhuān)業(yè)上稱(chēng)非線(xiàn)性頻率失真f(x)＝a0+a1x+a2x2+a3x3+…anxn+…從展開(kāi)式中可以看出開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)頻率的各次諧波是電磁干擾源。
3.在隔離式開(kāi)關(guān)電源中，變壓器次級(jí)輸出的也是矩形波電壓經(jīng)過(guò)整流的肖特基二極管的非線(xiàn)性也可用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，也是形成高頻諧波電磁干擾的源。基于這一分析，降低這二部分的高頻諧波能量是解決隔離式開(kāi)關(guān)電源的EMI問(wèn)題的關(guān)鍵。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)一種新的方式解決隔離式開(kāi)關(guān)電源的電源電磁干擾的問(wèn)題。
現(xiàn)有的隔離式開(kāi)關(guān)電源，包括一個(gè)高頻變壓器、接在該變壓器初級(jí)線(xiàn)圈的用于將直流電壓進(jìn)行脈寬調(diào)制的功率場(chǎng)效應(yīng)管、箝位二極管和整流二極管，在次級(jí)線(xiàn)圈用整流二極管進(jìn)行整流。本實(shí)用新型在此基礎(chǔ)上，在箝位二級(jí)管和所有整流二級(jí)管兩端分別并聯(lián)一個(gè)磁珠串接電容組成的吸收電路。小電容的作用是隔直流和耦合高頻信號(hào)能量，當(dāng)磁珠被高頻電磁場(chǎng)激化時(shí)吸收能量。
所述磁珠選用貼片磁珠，所述電容的容量為100pf-1000pf。
本實(shí)用新型根據(jù)磁性材料能吸收電磁場(chǎng)的原理利用磁珠直接吸收電磁干擾源的能量使之轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芰?。使用磁珠?duì)于減小開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)信號(hào)引起的電磁干擾輻射有明顯效果。這種開(kāi)關(guān)電源能順利通過(guò)B級(jí)的EMI測(cè)試并對(duì)于運(yùn)用這種開(kāi)關(guān)電源的電子設(shè)備和系統(tǒng)的電磁兼容性也會(huì)有改善。簡(jiǎn)化和降低了開(kāi)關(guān)電源在EMI的解決方案的設(shè)計(jì)和制造難度，節(jié)省了開(kāi)關(guān)電源的制造成本。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的隔離式開(kāi)關(guān)電源原理圖；圖2是本實(shí)用新型的隔離式開(kāi)關(guān)電源原理圖。
具體實(shí)施方式
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的隔離式開(kāi)關(guān)電源原理圖，包括變壓器T3，在初級(jí)接有將直流電壓進(jìn)行脈寬調(diào)制的功率場(chǎng)效應(yīng)管VT2、箝位二極管VD44和整流二極管VD43。次級(jí)線(xiàn)圈的整流電路用整流二極管。
圖2是本實(shí)用新型的隔離式開(kāi)關(guān)電源原理圖。與圖1所表示的現(xiàn)有技術(shù)不同的是，在初級(jí)的箝位二極管VD44兩端并聯(lián)有小磁珠Z9串電容C106；在初級(jí)的整流二極管VD43兩端并聯(lián)有小磁珠Z8串電容C53；在次級(jí)的整流二極管VD4、VD46和VD47的兩端也分別并聯(lián)有小磁珠Z5串電容C108、小磁珠Z6串電容C115、小磁珠Z7串電容C116。
磁珠可以采用貼片磁珠。選擇貼片磁珠時(shí)注意額定電流的匹配和諧振(吸收頻段)阻抗。對(duì)于背景技術(shù)所述來(lái)自各電路的電磁干擾，采用磁珠加電容(100P-1000P)組成的吸收回路，并聯(lián)接在肖特基二極管的兩端的方法，對(duì)降低開(kāi)關(guān)電源的EMI取的了令人驚奇的效果，通?？山档?00MHz以下的電磁干擾能量15dB-20dB。該方法從原理上講可用于所有隔離式開(kāi)關(guān)電源的電路中，可節(jié)省大量地差模和共模電感，并使開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾得到根本性解決方案、使開(kāi)關(guān)電源的技術(shù)進(jìn)一步成熟，使開(kāi)關(guān)電源的得到更廣泛地應(yīng)用，它所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是可觀的。
權(quán)利要求1.一種隔離式開(kāi)關(guān)電源，包括一個(gè)高頻變壓器、接在該變壓器初級(jí)線(xiàn)圈的用于將直流電壓進(jìn)行脈寬調(diào)制的功率場(chǎng)效應(yīng)管、箝位二極管和整流二極管，在次級(jí)線(xiàn)圈用整流二極管進(jìn)行整流，其特征在于，在箝位二級(jí)管和所有整流二級(jí)管兩端分別并聯(lián)一個(gè)磁珠串接電容組成的吸收電路。
2.權(quán)利要求1所述的隔離式開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，采用了磁珠串接電容的吸收電路，所述磁珠選用貼片磁珠，所述電容的容量為100pf-1000pf。
專(zhuān)利摘要一種隔離式開(kāi)關(guān)電源，涉及電磁干擾解決技術(shù)，包括一個(gè)高頻變壓器、接在該變壓器初級(jí)線(xiàn)圈的用于將直流電壓進(jìn)行脈寬調(diào)制的功率場(chǎng)效應(yīng)管、箝位二極管和整流二極管，在次級(jí)線(xiàn)圈用整流二極管進(jìn)行整流。在箝位二級(jí)管和所有整流二級(jí)管兩端分別并聯(lián)一個(gè)磁珠串接電容組成的吸收電路。本實(shí)用新型根據(jù)磁性材料能吸收電磁場(chǎng)的原理利用磁珠直接吸收電磁干擾源的能量使之轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芰俊Ｊ褂么胖閷?duì)于減小開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)信號(hào)引起的電磁干擾輻射有明顯效果。這種開(kāi)關(guān)電源能順利通過(guò)B級(jí)的EMI測(cè)試并對(duì)于運(yùn)用這種開(kāi)關(guān)電源的電子設(shè)備和系統(tǒng)的電磁兼容性也會(huì)有改善。簡(jiǎn)化和降低了開(kāi)關(guān)電源在EMI的解決方案的設(shè)計(jì)和制造難度，節(jié)省了開(kāi)關(guān)電源的制造成本。
文檔編號(hào)H02M1/14GK2852513SQ200520061479
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者吳耀庭 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司