第一招：在所有的整流二極管的一端串聯(lián)一小磁珠

 

在所有的整流二極管的一端串聯(lián)小磁珠，相當(dāng)于在整流濾波回路中串聯(lián)一個(gè)高頻小電感，這樣可以降低整流濾波回路的電流上升率（di/dt），對降低輻射干擾有好處，因?yàn)楦蓴_信號(hào)（磁場干擾）與電流上升率成正比，還與產(chǎn)生干擾磁場的電流回路的面積成正比：
 

 
（1）
 

式中：e為感應(yīng)電動(dòng)勢（干擾信號(hào)），Φ為干擾磁場產(chǎn)生的磁通，dΦ/dt為磁通變化率；S為產(chǎn)生干擾磁場電流回路的面積，為B為干擾磁場產(chǎn)生的磁通的密度，dB/dt為磁通密度變化率；L為分布電感，即，產(chǎn)生干擾磁場電流回路的分布電感，i為流過產(chǎn)生干擾磁場電流回路（整流濾波回路）的電流，di/dt為電流變化率。

 

在（1）式中，磁通Φ和磁通的密度B以及分布電感L，雖然單位（或概念）不同，但它們互相之間是對應(yīng)的。例如，電感L（磁感應(yīng)系數(shù)）為單位電流產(chǎn)生的磁通Φ，而Φ又等于磁通密度B與面積S的乘積。由此可知，改變di/dt為電流變化率就是間接地改變磁通變化率dΦ/dt，從而改變感應(yīng)電動(dòng)勢e的大??；同樣，改變電流回路的面積S，亦可以改變感應(yīng)電動(dòng)勢e的大小，因此，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，減小電流回路的面積S是降低輻射干擾最有效和最簡單的方法。

 

在所有的整流二極管的一端串聯(lián)小磁珠，降低整流濾波回路電流上升率（di/dt）的原理，還可以用圖1來分析。

 

圖1-(a)為開關(guān)電源整流電路原理圖，圖1-(b)為在整流二極管的一端串聯(lián)小磁珠的開關(guān)電源整流電路等效原理圖
 

 
 

波形A為開關(guān)電源整流濾波電路各點(diǎn)的輸出電壓，Ui為開關(guān)變壓器次級(jí)線圈輸出波形的半波平均值、Uo為輸出電壓的平均值，斜線為濾波電容器兩端的紋波電壓；波形B為輸出電壓的紋波，紅線為電容充電，藍(lán)線為放電；波形C和圖-E分別為未加磁珠前和加磁珠后，流過整流二極管的電流（紅線），和濾波電容放電的電流（藍(lán)線）。

 

 

在開關(guān)管的控制極串聯(lián)一電阻，并在控制極并一50p的電容到地，其主要作用也是為了降低開關(guān)管導(dǎo)通或關(guān)斷期間的電壓上升率dv/dt和電流上升率di/dt，從而達(dá)到降低電磁場輻射強(qiáng)度的目的。

 

輻射干擾分電場輻射干擾EI（Electro  Interference）和磁場輻射干擾MI（magnetic  Interference）。電場和磁場分別是兩種性質(zhì)不同，可攜帶能量的介質(zhì)，它們的分布，充滿整個(gè)宇宙空間，并且兩者之間的能量可以互相轉(zhuǎn)換；當(dāng)某處電磁場的位能產(chǎn)生變化時(shí)，整個(gè)宇宙空間中的電磁場都需要重新進(jìn)行分布，并以每秒鐘30萬公里的速度在真空中進(jìn)行傳播，因此，電、磁干擾無處不在。

 

產(chǎn)生電場干擾的基本原因是帶電物體的電荷在重新進(jìn)行分布，相當(dāng)于分布電容在不斷進(jìn)行充放電；產(chǎn)生磁場干擾的基本原因是流過導(dǎo)體中的電流大小和方向在不斷改變，相當(dāng)于分布電感產(chǎn)生的磁通的大小和方向在不斷變化。

 

電磁干擾的本質(zhì)就是電感應(yīng)（電場感應(yīng)）和磁感應(yīng)（磁場感應(yīng)），與電感應(yīng)相關(guān)的是分布電容，而與磁感應(yīng)相關(guān)的是分布電感。

 

在帶電導(dǎo)體的周圍空間會(huì)散發(fā)出電場，并使周圍的導(dǎo)體感應(yīng)帶電；當(dāng)載流體中有電流流過時(shí)，在其周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場，交變磁場會(huì)使周圍的電路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。電磁場是一種具有能量的物質(zhì)，它們在真空中以每秒30萬公里的速度向整個(gè)宇宙空間輻射它在真空中以每秒30萬公里的速度向整個(gè)宇宙空間輻射，并且它們在傳播過程中互相可以轉(zhuǎn)換。

 

帶電物體在原理上相當(dāng)于一個(gè)分布電容，互相被感應(yīng)帶電的物體就相當(dāng)于電容器的兩個(gè)極，而電容C就相當(dāng)于兩個(gè)帶電物體互相產(chǎn)生電場感應(yīng)的系數(shù)；同理，載流體在原理上相當(dāng)于一個(gè)分布電感，互相被感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢的載流體就相當(dāng)于變壓器的兩個(gè)線圈。——這里要注意電容C（電場感應(yīng)系數(shù)）與電容器的區(qū)別；同理，大家也要注意互感M與電感L（磁感應(yīng)系數(shù)，自感）的區(qū)別，兩者在本質(zhì)上是不一樣的。

 

兩根相鄰導(dǎo)體，當(dāng)其中一根導(dǎo)體中有電流流過時(shí)，通過電磁感應(yīng)，在另一導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流也可以叫位移電流，因?yàn)?，無論被感應(yīng)導(dǎo)體是否夠成電流回路、開路或短路，在交變磁場的感應(yīng)下，在導(dǎo)體中總有位移電流在流動(dòng)。位移電流的方向正好與感應(yīng)導(dǎo)體中電流的方向相反，其產(chǎn)生磁場的方向也正好與感應(yīng)導(dǎo)體電流產(chǎn)生的磁場方向相反。

 

因此，位移電流的大小就取決于兩導(dǎo)體互相被干擾的程度。如果用位移電流來表示電場感應(yīng)產(chǎn)生的干擾，則有：
 

 

（2）

 

式中：i為流過導(dǎo)體（被干擾導(dǎo)體）的位移電流（或充放電電流），C為兩導(dǎo)體之間的分布電容（電場感應(yīng)的系數(shù)），dv/dt為載電導(dǎo)體的電位變化率。

 

在電磁輻射中，電場輻射干擾和磁場輻射干擾是同時(shí)存在的，因此，在開關(guān)管的控制極串聯(lián)一電阻，并在控制極并一50p的電容到地，實(shí)際上就是用來降低開關(guān)管導(dǎo)通或關(guān)斷期間的電壓上升率dv/dt和電流上升率di/dt，從而達(dá)到降低電磁場輻射強(qiáng)度的目的。

 

在實(shí)際應(yīng)用中，用降低開關(guān)管導(dǎo)通或關(guān)斷期間的電壓上升率dv/dt和電流上升率di/dt，來降低輻射干擾的方法，往往是不可取的，因?yàn)榻档烷_關(guān)管導(dǎo)通或關(guān)斷期間的電壓上升率dv/dt和電流上升率di/dt，將會(huì)延長開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，從而增大電源開管的損耗，使開關(guān)電源的工作效率大大降低。

 

開關(guān)管的開關(guān)損耗與開關(guān)管在普通開關(guān)電路中的損耗是不一樣的，在普通開關(guān)電路中，開關(guān)管的開關(guān)損耗與開關(guān)管的導(dǎo)通或關(guān)斷時(shí)間成正比，而在開關(guān)電源中，由于反電動(dòng)勢的存在，使開關(guān)管的開關(guān)損耗計(jì)算非常復(fù)雜。

 

在開關(guān)電源中，開關(guān)電源的開關(guān)管的損耗主要是關(guān)斷損耗，開關(guān)管的導(dǎo)通損耗相對來說比較小，并且正激式開關(guān)電源的開關(guān)損耗與反激式開關(guān)電源開關(guān)管的開關(guān)損耗也不一樣，在正激式開關(guān)電源中，開關(guān)管的導(dǎo)通損耗要比反激式開關(guān)電源開關(guān)管的導(dǎo)通損耗大很多。

 

下面我們結(jié)合開關(guān)管的等效電路來對開關(guān)管的損耗進(jìn)一步進(jìn)行分析。
 

 

 圖1-a 為晶體管開關(guān)電路原理圖
 

 

 

圖1-b 為晶體管開關(guān)等效電路原理圖

 

圖1-a和圖1-b分別為為晶體管開關(guān)電路的原理圖和等效電路原理圖，圖中：ub為晶體管（電源開關(guān)管）基極（或MOS管的柵極）的輸入電壓，Ri為晶體管基極（或MOS管的柵極）的輸入電阻，Ro為晶體管集電極（或MOS管的漏極）到地（發(fā)射極或源極）的靜態(tài)輸出電阻，Lo+ Ro為晶體管導(dǎo)通時(shí)集電極（或MOS管的漏極）到地（發(fā)射極或源極）的動(dòng)態(tài)輸出電阻，Co+ Ro為晶體管關(guān)斷時(shí)集電極（或MOS管的漏極）到地（發(fā)射極或源極）的動(dòng)態(tài)輸出電阻。

 

由圖1-b看出，可以把晶體管（或MOS管）輸入端可等效成一個(gè)電容C與一電阻R并聯(lián)，其輸入電壓為：
 

 

 （3）

 

當(dāng)晶體管（或MOS管）導(dǎo)通時(shí)，其輸出端可等效成一個(gè)電感L與電阻R串聯(lián)；而當(dāng)關(guān)斷時(shí)，其輸出端可等效成一個(gè)電容C與一電阻R串聯(lián)；其輸出電壓為：
 

 

（4）

 

集電極電流為：
 

 

 （5）

 

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