反激式电源转换器抑制电磁干扰的应用研究

摘要

近年来，随着反激式电源的快速发展和广泛应用，其小型化、高频化的发展趋势使得电磁干扰问题越来越严重，这不仅会影响反激式电源自身的正常工作，也会对周围电磁环境造成污染，继而对周围其他设备或系统的正常工作产生影响。因此，反激式电源的电磁兼容问题越来越受到重视。作为电源的核心，直流变换器的电磁兼容更是变得重中之重。
　　本文主要探讨利用新型式的脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM) IC设计反激式电源转换器。本文采用S.T公司出产的UC3842为典型的电流模式PWMIC，具有完整的电路配备以供配成一高性能、可靠度高的适用于切换电源转换器。其输出电压为15V，输出电流为4A，输出功率为60W的电源转换器。其主要组件包括:切换功率组件、隔离变压器、PWMIC、输出二极管、输出电容。该转换器提供好的电压路径输出。也可以获得稳定的输出电压及较小的电磁干扰，有助于增加功率密度，减少成本。本论文针对新型的PWMIC提供一个频率抖动的方波来驱动切换导体，并且提供一个稳定的输出电压路径给负载。而且利用半导体技术，让PWMIC可以增加许多的保护机制，减少周边的零件。首先通过探讨反激式电源转换器的基本原理，接着提出反激式电源转换器电路的设计，然后说明电磁干扰(Electromagnetic Interference EMI)的测量组件与滤波组件设计考虑，主要从具有EMI发射能量的那些频段上去寻找对策，使集中频谱能量分散化的角度来实现频谱飘移，满足EMI容限要求，以解决EMI的问题。最后分别制作一个60瓦的使用传统的PWMIC与新型式的PWMIC的电源转换器进行实测验证。由实验测量结果可知，使用频率抖动技术新型式的PWMIC比传统的PWMIC更能减少电磁干扰。相较传统的抑制电磁干扰的措施如减小漏感和分布电容，确实能有效解决EMI的问题。对于EMI干扰滤波器方面，也能有效的缩小体积与数值，达到增加功率密度，降低成本的目的。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外相关研究趋势

1．3 论文研究内容

2 反激式电源转换器工作原理

2．1 反激式转换器的基本工作原理

2．2 反激式转换器导通模式

2．3 本章小结

3 反激式电源转换器电路设计

3．1 规格参数制定

3．2 隔离变压器设计

3．3 切换开关与输出二极管设计

3．4 电流控制脉宽调变(Current mode PWM Modulation)

3．4．1 电流模式脉宽调变控制集成电路UC3842的功能及工作

3．4．2 电流模式脉宽调变控制集成电路OB2269的功能及工作

3．5 本章小结

4 反激式电源转换器中电磁干扰的应用研究

4．1 UC3842 PWMIC的反激式电源转换器应用研究

4．1．1 开关POWER MOSFET的波形

4．1．2 输出二极管的波形

4．1．3 输出电容器的波形

4．2 UC3842 PWMIC的反激式电源转换器传导性电磁干扰测试

4．2．１无传导性电磁干扰滤波组件的波形

4．2．2 使用共模电感Lcm(L01)滤波组件的波形

4．2．3 使用共模电感Lcm(L01)、差模电容Cdm(C01)滤波组件的波形

4．2．4 使用共模电感Lcm(L01)、差模电容Cdm(C01)、共模电感Lcm(L02)滤波组件的波形

4．3 OB2269 PWMIC的反激式电源转换器应用研究

4．3．1 开关POWER MOSFET的波形

4．3．2 输出二极管的波形

4．3．3 输出电容器的波形

4．4 OB2269 PWMIC的反激式电源转换器传导性电磁干扰滤波测试

4．4．1 无EMI滤波组件的波形

4．4．2 使用共模电感Lcm(L01)滤波组件的波形

4．4．3 使用共模电感Lcm(L01)、差模电容Cdm(C01)滤波组件的波形

4．4．4 使用共模电感Lcm(L01)、差模电容Cdm(C01)、共模电感Lcm(L02)滤波组件的波形

4．5 本章小结

5 结论

5．1 结论

5．2 未来研究方向

参考文献

致谢