Boost型功率因數(shù)校正器的電磁兼容研究
二極管開(kāi)關(guān)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生噪聲。二極管開(kāi)通時(shí)電流迅速增大,但是其管壓降不是立即下降,而是出現(xiàn)一個(gè)快速的上沖,則導(dǎo)致一個(gè)寬帶的電磁噪聲。而在關(guān)斷時(shí),由于PN結(jié)長(zhǎng)基區(qū)中大量過(guò)剩少數(shù)載流子需要復(fù)合,從而產(chǎn)生很大的反向恢復(fù)電流,此電流與關(guān)斷電流和關(guān)斷速度成正比。在高速、大電流情況下,該反向電流會(huì)相當(dāng)大,而且在開(kāi)通時(shí)疊加在開(kāi)關(guān)電流上,嚴(yán)重時(shí)會(huì)把開(kāi)關(guān)器件燒毀。所以必須選用有快恢復(fù)特性的二極管,盡量減少反向恢復(fù)電流。
3.2 電磁干擾的耦合途徑[1]
高頻開(kāi)關(guān)電源造成的電磁噪聲耦合到被干擾對(duì)象有兩種方式:傳導(dǎo)方式和輻射方式。根據(jù)電磁噪聲耦合特點(diǎn),傳導(dǎo)耦合可分為直接傳導(dǎo)耦合、公共阻抗耦合和轉(zhuǎn)移阻抗耦合三種。本電路中,直接傳導(dǎo)耦合、公共阻抗耦合和輻射耦合是應(yīng)該重點(diǎn)考慮的。
直接傳導(dǎo)耦合是指噪聲通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)或寄生元件等直接耦合到被干擾對(duì)象,如Ldi/dt可以通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)耦合。所以,在實(shí)驗(yàn)電路中,應(yīng)該盡量縮短導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度。當(dāng)然,最佳的方法是應(yīng)用零電流開(kāi)關(guān)(ZCS)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。
公共阻抗傳導(dǎo)耦合是噪聲通過(guò)設(shè)備的公共接地線(xiàn)以及接地網(wǎng)絡(luò)中的公共阻抗產(chǎn)生公共地阻抗耦合。如果地線(xiàn)安排不當(dāng),地線(xiàn)會(huì)受到很大的干擾,通??梢詸z測(cè)到幅值高達(dá)幾V的毛刺,電路也就不能正常工作了。所以,應(yīng)該合理安排接地,盡量把地線(xiàn)安排較短,而且功率地和信號(hào)地分開(kāi)。經(jīng)過(guò)這樣處理之后,地線(xiàn)上的毛刺將明顯得到抑制。
輻射耦合是指電磁噪聲的能量,以電磁場(chǎng)能量的形式,通過(guò)空間輻射傳播,耦合到被干擾的設(shè)備(電路)。在本電路里,開(kāi)關(guān)和二極管是最大的電磁噪聲源,電磁噪聲會(huì)輻射到電路的其他部分。被干擾電路接受電磁噪聲的能量與該電路回路的面積成正比,所以,必須在安排電路器件時(shí)盡可能地縮小電路回路的面積。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
本實(shí)驗(yàn)的電路是基于UC3854的Boost型功率因數(shù)校正器,工作模式為電流連續(xù)模式,輸出為380~400V直流電壓,輸出功率為600W。
在實(shí)驗(yàn)中,要合理安排元器件布局和地線(xiàn),盡量縮短引線(xiàn)長(zhǎng)度和減小主電路回路的面積,主電路和控制電路分開(kāi)安排。這樣,電磁兼容問(wèn)題可以得到很大的改善。從圖3、圖4實(shí)驗(yàn)波形看,基本實(shí)現(xiàn)PFC功能,而且波形所受干擾比較小。
圖3 開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)波形
圖4 輸入電流、電壓(衰減10倍)波形
5 結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)分析Boost型PFC電路的電磁兼容問(wèn)題,如干擾源、耦合途徑等,提出在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中解決的方法,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
評(píng)論