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电源内部复杂电磁环境下的近场耦合

更新时间:2020-04-13      点击次数:724

电源模块内部的磁性元器件,如高频变压器和功率电感,在电源正常工作时,会在其周围空间散发着高频泄露磁场,尤其当变压器和功率电感为防止磁芯饱和而在磁柱上开气隙时,其磁场泄露更为严重。当磁场泄漏源靠近滤波电路时,就会在滤波电路的器件上感应出相应的电压,从而使电源线上干扰增大,可会导致电源传导测试超标。对于近场耦合,必须搞清楚三个问题:(1)滤波电路和电源模块位置和角度存在差异时,近场耦合对差模干扰影响大还是对共模干扰影响大?(2)滤波电路和电源模块不同位置角度导致干扰差异较大的原因是什么?(3)能采取哪些措施来抑制近场干扰耦合?

近场耦合

一、近场耦合对差共模干扰差异

滤波电路和电源模块位置和角度存在差异时,近场耦合对差模干扰影响大还是对共模干扰影响大?下面以Boost PFC为例,实验测试了滤波器相对电感不同摆放位置时对传导电磁干扰的影响。

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传导测试结果如下图所示,曲线1为不加滤波器的噪声曲线;曲线2为加滤波器的噪声曲线;曲线3为滤波器电感线圈与电源电感线圈垂直时测得的噪声曲线;曲线4为滤波器电感线圈与电源电感线圈平行时测得的噪声曲线。从图中的传导干扰的噪声曲线可以看出,通过调节滤波器电感与 Boost PFC 电感的摆放位置,其对电源差模噪声的抑制效果影响剧烈。因此,滤波电路和电源模块位置和角度存在差异时,近场耦合效应对差模干扰发射的影响很大,对共模干扰的影响可忽略。

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二、产生差异的根因

从上文的分析可知,滤波电路和电源模块在空间上不同位置和角度对差模干扰的影响较大,那么导致干扰差异较大的原因是什么?这取决于干扰源在滤波器位置不同方向(X/Y/Z)磁场分布及幅值差异 以及 滤波器电路对不同方向的场强干扰敏感程度不同,两个因素共同导致了干扰源在滤波电路上感应的电压不同,终导致传导测试出的结果差异较大。

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