CN201418026Y - 一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路 - Google Patents

一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路 Download PDF

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杜贵平
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Abstract

本实用新型公开了一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路，包括：整流器、变压器、开关管，散热片；还包括了第一、第二电感和第一、第二电容；所述的变压器初级绕组一端通过第一电感连接整流器阴极，整流器阳极经第二电感连接开关管发射极，开关管集电极连接变压器初级绕组另外一端；第一电容并联在整流器两端；第二电容并联在变压器初级绕组和开关管两端。本实用新型优点在于：大大减少了高频大功率开关电源的传导干扰；口字型滤波电路的加入不用改变原有开关电源的电路结构，具有通用性；而且成本低廉，安装方便快捷。

Description

一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路
技术领域
本实用新型涉及一种抗干扰电路，尤其涉及一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路。
背景技术
高频大功率开关电源电磁干扰的主要传播方式是传导干扰，传导干扰又分为差模干扰和共模干扰，电源线上的任何传导干扰信号，也都可以表示成共模干扰和差模干扰两种方式。共模干扰是指由电源的相线与地线所构成回路中的干扰。差模干扰是指电源的相线和相线所构成的回路中的干扰。共模干扰和差模干扰对应的干扰电流分别是共模干扰电流和差模干扰电流。共模干扰电流在电源的相线与地线形成的回路中流动，在导线上的幅度和相位相同。差模干扰电流在电源线的相线和相线之间流动。高频大功率开关电源的电磁兼容问题有其特殊性。功率半导体开关管在开关过程中产生的di/dt和dv/dt，引起强大的传导电磁干扰和谐波干扰。有些情况还会引起强电磁场(通常是近场)辐射，因此，提高抗干扰能力可以使电路更加稳定、安全和节能。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种提高抗干扰能力的电路，该电路针对高频大功率开关电源。
本实用新型的目的可以通过以下方案实现：一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路，包括：整流器、变压器、开关管，散热片，其特征在于：还包括了第一、第二电感和第一、第二电容；所述的变压器初级绕组一端通过第一电感连接整流器阴极，整流器阳极经第二电感连接开关管发射极，开关管集电极连接变压器初级绕组另外一端；第一电容并联在整流器两端；第二电容并联在变压器初级绕组和开关管两端。
本实用新型还可以做以下改进：
本实用新型在散热片和开关管之间还设有三层介质，组合方式是两层绝缘导热介质中间放置一片金属片；金属片和散热片一端通过导线或铜排连接到开关管的射电极，散热片另外一端通过电容连接到开关管的集电极。
所述的金属片的面积大小与散热片相同，厚度小于3mm。
所述的绝缘导热介质的面积大小与散热片相同，厚度小于2mm。
所述的金属片为带孔金属片，孔的直径在3mm～8mm之间，孔的数目为24的整数倍数，孔均匀分布在金属片上。
本实用新型优点在于：大大减少了高频大功率开关电源的传导干扰；口字型滤波电路的加入不用改变原有开关电源的电路结构，具有通用性；而且成本低廉，安装方便快捷。
附图说明
图1是本实用新型的电路结构示意图；
图2是本实用新型的抗差模干扰的优化滤波电路结构；
图3是本实用新型的抗共模干扰的带孔金属片。
具体实施方式
本实用新型通过优化滤波电路来减少差模干扰，和减少分布电容减少共模干扰。这样就可以从整体上大幅度减少高频大功率开关电源的传导干扰。
如图1、2所示，变压器初级绕组一端连接开关管集电极，变压器初级绕组经电感L1连接整流器阴极，开关管射电极经电感L2连接整流器阳极，电容C1并联在整流器两端，电容C2并联在变压器初级绕组和开关管两端。在散热片和开关管之间还设置了三层介质，结构是BAB，B是绝缘导热介质，A是带孔的金属片。散热片的一端和带孔金属片通过导线或铜排连接到开关管发射极，散热片另外一端通过电容Cp连接到开关管集电极。
根据仿真分析和计算分析得出电感和电容的关系如下：L1＝αL2，其中20≤α≤30；βC1＝C2，其中10≤β≤20。电感L1、L2和电容C1、C2的具体数值根据开关电源功率大小取值。此优化滤波电路可以减少电路中的差模干扰。
带孔金属片A的主要作用是给共模电流提供低阻抗通道；绝缘导热介质的主要作用是导热并减小分布电容。带孔金属片A和绝缘导热介质B的面积大小与散热片相同，其中带孔金属片的厚度小于3毫米，绝缘导热介质的厚度小于2毫米。
带孔金属片为导热、导电性好的金属材料，例如铜箔、金箔等。如图3所示，带孔金属片的孔均匀分布在金属片上。孔的大小和数量由仿真分析和计算分析得出，直径d在3毫米和8毫米之间，孔的数目N为24的整数倍，即N＝24n，其中n＝1，2，3……。
本实用新型的结构大大减少了高频大功率开关电源的传导干扰，提高了电磁兼容性。并且结构简单，使用使不需要改变原电路结构，通用性强。

Claims (7)

1、一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路，包括：整流器、变压器、开关管，散热片，其特征在于：还包括了第一电感、第二电感和第一电容、第二电容；所述的变压器初级绕组一端通过第一电感连接整流器阴极，整流器阳极经第二电感连接开关管发射极，开关管集电极连接变压器初级绕组另外一端；第一电容并联在整流器两端；第二电容并联在变压器初级绕组和开关管两端。
2、根据权利要求1所述的一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路，其特征在于：第一电感值是第二电感值的20～30倍。
3、根据权利要求1所述的一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路，其特征在于：第二电容值是第一电容值的10～20倍。
4、根据权利要求1所述的一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路，其特征在于：在散热片和开关管之间还设有三层介质，组合方式是两层绝缘导热介质中间放置一片金属片；金属片和散热片一端通过导线或铜排连接到开关管的射电极，散热片另外一端通过电容连接到开关管的集电极。
5、根据权利要求1或4所述的一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路，其特征在于：所述的金属片的面积大小与散热片相同，厚度小于3mm。
6、根据权利要求1或4所述的一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路，其特征在于：所述的绝缘导热介质的面积大小与散热片相同，厚度小于2mm。
7、根据权利要求1或4所述的一种减少高频大功率开关电源传导干扰的电路，其特征在于：所述的金属片为带孔金属片，孔的直径在3mm～8mm之间，孔的数目为24的整数倍数，孔均匀分布在金属片上。
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