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开关电源产生噪声的原因

哲泪

2013/01/28

常用设备综合讨论

　　开关电源的种类很多，按变换器的电路结构可分为串并联式和直流变换式两种;按激励方式可分为自激和它激两种;按开关管的组合可分为桥式、半桥式、推挽式等。但无论何种类型的开关电源都是利用半导体器件的开和关工作的，并以开和关的时间比来控制输出电压的高低。由于它通常在20kHz以上的开关频率下工作，所以电源线路内的dv/dt、di/dt很大，产生很大的浪涌电压、浪涌电流和其它各种噪声。它们通过电源线以共模或差模方式向外传导，同时还向周围空间辐射噪声。图1给出了一种典型的开关电源电路的简图，下面以此为例分析其产生噪声的主要原因。

　　一次整流回路的噪声

　　在一次整流回路中，整流二极管D1～D4只有在脉动电压超过C1的充电电压的瞬间，电流才从电源输入侧流入。所以，一次整流回路产生高次畸变波，形成噪声。

　　开关回路的噪声

　　一是电磁辐射。激光打标机工作人员在使用电源的时候，开关管T处于高频率通断状态，在由脉冲变压器初级线圈L、开关管T和滤波器C构成的高频电流环路中，可能会产生较大的空间辐射噪声。如果C的滤波不足，则高频电流还会以差模方式传导到交流电源中去。二是感性负载引起的浪涌电压。在开关回路中开关管T的负载是脉冲变压器的初级线圈L，是感性负载，所以开关管在通断时，在脉冲变压器的初级线圈的两端会出现较高的浪涌电压，很可能造成与此同一回路的电子器件(尤其是开关管T)的损坏。

　　二次整流回路的噪声

　　一是电磁辐射。电源在工作时，整流二极管D也处于高频通断状态，由脉冲变压器次级线圈L、整流二极管D和滤波电容C构成了高频开关电流环路，可能向空间辐射噪声。如果电容C滤波不足，则高频电流将以差模形式混在输出直流电压上，影响负载电路的正常工作。

　　二次整流回路的噪声

　　二是浪涌电流。硅二极管在正向导通时PN结内的电荷被积累，二极管加反向电压时积累的电荷将消失并产生反向电流。由于二次整流回路中D在开关转换时频率很高，即由导通转变为截止的时间很短，在短时间内要让存储电荷消失就产生反电流的浪涌。由于直流输出线路中的分布电容、分布电感的存在，使因浪涌引起的干扰成为高频衰减振荡。

　　控制回路的噪声

　　控制回路中的脉冲控制信号是主要的噪声源。

　　分布电容引起的噪声

　　一是Ci的作用。散热片K与开关管T的集电极间虽然有绝缘垫片，但由于其接触面较大，绝缘垫较薄，因此两者之间的分布电容Ci在高频时不能忽略。因此高频电流会通过Ci流到散热片上，再流到机壳地，最终流到与机壳地相连的交流电源的保护地线PE中，以产生共模辐射。二是Cd的作用。脉冲变压器的初、次级之间存在的分布电容Cd，可能会将原边高频电压直接耦合到副边上去，在副边用作直流输出的两条电源线上产生同相位的共模噪声。

分
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qianguiyun1

第1楼2013/01/29

应助达人

原来噪声的来源这么多。

0

儒雅凤

第2楼2013/01/29

仅仅是开关产生的噪音就有这么多的原因。

0

面对面想你

第3楼2013/01/29

普通实验室的开关会产生哪些噪声呢？

0

面对面想你

第4楼2013/01/29

实验室的开关一般开启的时候发出的声音也没有达到噪声的“分贝”吧。。。

0

wccd1

第5楼2013/01/30

噪音：

有来自外界的和自身产生的。

有直接传输的和间接传输的。

有干扰外界的和干扰自己的。

有机械产生的和电气产生的。

0

qianguiyun1

第6楼2013/01/30

应助达人

小的开关产生的噪音感觉不到，

0

wangjunyu

第7楼2013/01/31

应助工程师

现在开关电源还是比较成熟了

0

wccd1

第8楼2013/02/01

电磁噪声和机械噪声是两个概念，但他们有时是密切相联的。
面对面想你(jackcong) 发表:实验室的开关一般开启的时候发出的声音也没有达到噪声的“分贝”吧。。。

0

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