圖1-1 反激式開關(guān)電源典型電路結(jié)構(gòu)
藉由PWMIC操控開關(guān)管的導(dǎo)通與否，配合次級(jí)側(cè)的二極管和電容，即可得到安穩(wěn)DC電壓的輸出。Ui 為含有必定溝通成份的直流電壓，由開關(guān)功率管斬波和高頻變壓器降壓,將貯存于在變壓器的能量傳遞給次級(jí)側(cè)，轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個(gè)方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷?。此外改?dòng)變壓器初、次級(jí)的圈數(shù)，就可以得到想要的DC電源。PWM 操控電路是這類開關(guān)電源的中心，它經(jīng)過取樣反饋閉環(huán)回路，調(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時(shí)間份額即占空比，以到達(dá)安穩(wěn)輸出電壓的目的。
因?yàn)楦哳l變壓器的磁芯僅作業(yè)在磁滯回線的一側(cè)，并且只要一個(gè)輸出端，而MOS開關(guān)功率管導(dǎo)通時(shí)，次級(jí)整流二極管截止，電能就貯存在高頻變壓器的初級(jí)電感線圈中;當(dāng)MOs功率管關(guān)斷時(shí)整流二極管導(dǎo)通，初級(jí)線圈上的電能傳輸給次極繞組，并經(jīng)過次級(jí)整流二極管輸出，故稱之為單端反激式。
第一節(jié)開關(guān)電源的攪擾特性及其按捺辦法
開關(guān)電源雖然具有許多長(zhǎng)處并得到廣泛的應(yīng)用，但因?yàn)樗哂袊?yán)重的射頻攪擾,在線性電路中的應(yīng)用一向遭到很大的限制。開關(guān)電源是把工頻溝通整流為直流后，再經(jīng)過開關(guān)變?yōu)楦哳l溝通，這以后再整流為安穩(wěn)直流的一種電源，這樣就有工頻電源的整流波形畸變發(fā)生的噪聲與開關(guān)波形發(fā)生的噪聲。在輸入側(cè)泄露出去就表現(xiàn)為傳導(dǎo)噪聲和輻射噪聲，在輸出側(cè)泄露出去就表現(xiàn)為紋波。一起外部噪聲會(huì)進(jìn)到電子設(shè)備中，而供給負(fù)載的電源噪聲也會(huì)泄露到外部。若電源線中有噪聲電流經(jīng)過，電源線就相當(dāng)于天線向空中輻射噪聲。而這些噪聲都會(huì)影響設(shè)備的正常作業(yè)。要想使其得到更廣泛的應(yīng)用，滿足電磁兼容性的有關(guān)目標(biāo)，就需要有效地按捺開關(guān)電源的攪擾。
雜訊攪擾的途徑有兩種，即傳導(dǎo)攪擾與輻射攪擾。以下分別對(duì)兩種攪擾的特性與按捺辦法做一介紹。
1.1傳導(dǎo)攪擾及其按捺辦法
從導(dǎo)線傳入的攪擾稱為傳導(dǎo)攪擾，其攪擾能量經(jīng)過導(dǎo)電體進(jìn)行傳達(dá)，開關(guān)電源的輸入、輸出引線都是傳導(dǎo)攪擾的媒介。
開關(guān)電源發(fā)生的攪擾會(huì)沿電源引線進(jìn)入電網(wǎng)，污染電網(wǎng)，使同一電網(wǎng)的電子設(shè)備遭到攪擾。一起電源的輸出線還將把攪擾噪聲傳遞給負(fù)載，使作為電源負(fù)載的電子設(shè)備直接遭到攪擾，當(dāng)這種攪擾起伏若大到必定程度，會(huì)影響線性電路和一些小信號(hào)電路的正常作業(yè)。
因?yàn)閭鲗?dǎo)攪擾首要是經(jīng)過輸入輸出引線進(jìn)行傳達(dá),因而相對(duì)來說傳導(dǎo)攪擾的按捺要容易些，首要辦法是加接輸入輸出濾波器。
在開關(guān)電源的輸入側(cè)要介入電容與電感構(gòu)成的濾波器，用于按捺溝通電源發(fā)生的EMI，而該濾波器也稱為電磁兼容（EMI）濾波器。其電路如圖2-1所示。
圖2-1輸入端抑制傳導(dǎo)干擾電路（EMI)
該濾波器是一典型的低通濾波器,使開關(guān)電源產(chǎn)生的一些高頻脈沖攪擾經(jīng)過它后得到極大的衰減，能較好的濾除來源于電網(wǎng)或者傳入電網(wǎng)的攪擾，使其符合FCC、CE、VDE等規(guī)范。
圖中L901、L902為共模扼流圈，它是繞在同一磁環(huán)上的兩只獨(dú)立的線圈，圈數(shù)相同，繞向相反，在磁環(huán)中產(chǎn)生的磁通彼此抵消，磁芯不會(huì)飽滿，首要按捺共模攪擾，感值愈大對(duì)低頻攪擾按捺作用愈佳。這樣繞制的濾波電感按捺共模攪擾的性能大大提高。L901、L902別離挑選感值為2.OmH和 15mH的共模扼流圈。
c901、C902為共模電容，首要按捺差模攪擾，即前方和零線別離與地之間的攪擾。電容值愈大對(duì)低頻攪擾按捺作用愈好，在這里選用102PF /250V。
c903、C904 為差模電容，首要按捺共模攪擾，即按捺前方和零線之間的攪擾。電容值愈大對(duì)低頻攪擾按捺作用愈佳，在這里選用0.47uF/300V。有時(shí)為了降低成本也可將C904省去。
圖中CN901為插座，接電網(wǎng)電壓。F901為保險(xiǎn)絲，電路中選用了標(biāo)準(zhǔn)為2A/250V的保險(xiǎn)絲，它在高壓時(shí)熔斷，可防止設(shè)備在突發(fā)的高壓時(shí)引起的損壞。NR901為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，開機(jī)瞬間溫度低，阻抗大，防止電流對(duì)回路的浪涌沖擊。常溫下其標(biāo)準(zhǔn)為5A/52。R9o1、R902對(duì)立攪擾電容起泄放作用，可于關(guān)機(jī)后迅速消耗掉C903儲(chǔ)存的電能，防止帶電損耗元件。它們的標(biāo)準(zhǔn)都為1MQ，一般選用金屬釉資料。
對(duì)輸出端的攪擾按捺，首要也是靠高頻濾波器，電路圖如下所示。
輸出端按捺傳導(dǎo)攪擾電路
濾波電感因?yàn)樽鳂I(yè)在直流大電流狀態(tài)下，磁芯在較大的磁場(chǎng)強(qiáng)度下作業(yè)，簡(jiǎn)單包括，一旦飽滿，電感即失掉濾波作用。因此有必要采用飽滿磁場(chǎng)強(qiáng)度很大的恒u磁心，如鐵鎳鉬磁粉芯等金屬磁芯。
因?yàn)檩敵鰯嚁_的頻譜相當(dāng)豐富，從幾十赫茲到幾十兆赫茲均含分量。因?yàn)樵诟哳l的情況下，濾波電容等效由純電容(C)、等效串聯(lián)電阻(RES）和等效串聯(lián)電感（LES）構(gòu)成的串聯(lián)電路。在作業(yè)頻率f超過電容器的自諧振頻率fr時(shí)，電容器就起到電感的作用。值大的濾波電容對(duì)低頻攪擾比較敏感，相反，值小的濾波電容吸收高頻攪擾的作用比較好。因此不能光采用大電解電容濾波C916，還有必要加接自諧振頻率很高的陶瓷電容器C917。
此外，輸出攪擾的幅度還與PCB板的布線有很大聯(lián)系，不合理的布線往往會(huì)使攪擾幅度大幾倍，尤其是接地點(diǎn)的組織特別重要。
1.2輻射攪擾及其按捺辦法
從空間傳入的攪擾稱為輻射攪擾，一般是指耦合攪擾，即攪擾能量通過空間介質(zhì)進(jìn)行近場(chǎng)感應(yīng)。因?yàn)殚_關(guān)電源一般作業(yè)在低壓大電流情況下，因此磁場(chǎng)攪擾大于電場(chǎng)攪擾。主要由開關(guān)變壓器的漏感、開關(guān)功率管在開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)的大電流脈沖、開關(guān)二極管反向恢復(fù)的硬特性等引起。[2]
輻射攪擾的按捺主要靠屏蔽。對(duì)電場(chǎng)可采用導(dǎo)電良好的資料，而磁場(chǎng)屏蔽則應(yīng)采用導(dǎo)磁率較高的資料。在本文中就不作詳細(xì)論述。
按捺攪擾最有用的方法，是盡量減少攪擾源的攪擾能量。對(duì)開關(guān)電源變壓器要減少其漏感，并選擇開關(guān)參數(shù)優(yōu)秀的晶體管和軟恢復(fù)的開關(guān)二極管。
