開(kāi)關(guān)電源引起電磁兼容性的原因
24V開(kāi)關(guān)電源工作在高電壓大電流的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)下，其引起電磁兼容性問(wèn)題的原因是相當(dāng)復(fù)雜的。從整機(jī)的電磁兼容性講，主要有共阻抗耦合、線間耦合、電場(chǎng)耦合、磁場(chǎng)耦合電磁波耦合幾種。電磁兼容產(chǎn)生的三個(gè)要素為：搔擾源、傳播途徑及受搔擾體。共阻耦合主要是搔擾源與受搔擾體在電氣上存在的共同的阻抗，通過(guò)該阻抗使搔擾信號(hào)進(jìn)入受搔擾對(duì)象。線間耦合主要是產(chǎn)生搔擾電壓及搔擾電流的導(dǎo)線或PCB線，因并行布線而產(chǎn)生的相互耦合。
電場(chǎng)耦合主要是由于電位差的存在，產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)受搔擾體產(chǎn)生的耦合。磁場(chǎng)耦合主要是大電流的脈沖電源線附近，產(chǎn)生的低頻磁場(chǎng)對(duì)搔擾對(duì)象產(chǎn)生的耦合。而電磁場(chǎng)耦合，主要是由于脈動(dòng)的電壓或電流產(chǎn)生的高頻電磁波，通過(guò)空間向外輻射，對(duì)相應(yīng)的受搔擾體產(chǎn)生的耦合。實(shí)際上，每一種耦合方式是不能?chē)?yán)格區(qū)分的，只是側(cè)重點(diǎn)不同而已。
在24V開(kāi)關(guān)電源中，主功率開(kāi)關(guān)管在很高的電壓下，以高頻開(kāi)關(guān)方式工作，開(kāi)關(guān)電壓及開(kāi)關(guān)電流的接近方波，從頻譜分析知，方波信號(hào)含有豐富的高次諧波，該高次諧波的頻譜可達(dá)方波頻率的1000次以上。同時(shí)，由于電源變壓器的漏電感及分布電容，以及主功率開(kāi)關(guān)器件的工作狀態(tài)非理想，在高頻開(kāi)或關(guān)時(shí)，常常產(chǎn)生高頻高壓的尖峰諧波振蕩，該諧波振蕩產(chǎn)生的高次諧波，通過(guò)開(kāi)關(guān)管與散熱器間的分布電容傳入內(nèi)部電路或通過(guò)散熱器及變壓器向空間輻射。
用于整流及續(xù)流二級(jí)管，也是產(chǎn)生高頻搔擾的一個(gè)重要原因。因整流及續(xù)流二極管工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，由于二極管的引線寄生電感、結(jié)電容的存在以及反向恢復(fù)電流的影響，使之工作在很高的電壓及電流變化率下，且產(chǎn)生高頻振蕩。因整流及續(xù)流二極管一般離電源輸出線較近，其產(chǎn)生的高頻搔擾*容易通過(guò)直流輸出線傳出。
為了提高24V開(kāi)關(guān)電源功率因數(shù)，均采用了有源功率因數(shù)效正電路。同時(shí)，為了提高電路的效率及可靠性，減小功率器件的電應(yīng)力，大量的采用了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。其中零電壓、零電流或零電流開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)用*為廣泛。該技術(shù)極大的降低了開(kāi)關(guān)器件所產(chǎn)生的電磁搔擾。但是，軟開(kāi)關(guān)無(wú)損吸收電路，多數(shù)利用L、C進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移，利用二極管的單向?qū)щ娦阅軐?shí)現(xiàn)能量的單向轉(zhuǎn)換，因而，該諧振電路中的二極管成為電磁搔擾的一大搔擾源。
24V開(kāi)關(guān)電源中，一般利用儲(chǔ)能電感及電容器，組成L、C濾波電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)差模及共模搔擾信號(hào)的濾波，以及交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為平滑的直流信號(hào)。由于電感線圈的分布電容，導(dǎo)致了電感線圈的自諧振頻率降低，從而使大量的高頻搔擾信號(hào)穿過(guò)電感線圈，沿交流電源線或直流輸出線向外傳播。濾波電容器，隨著搔擾信號(hào)頻率的上升，由于引線電感的作用，導(dǎo)致電容量及濾波效果不斷的下降，直至諧振頻率以上時(shí)，完全失去電容器的作用而變?yōu)楦行?。不正確的使用濾波電容及引線過(guò)長(zhǎng)，也是產(chǎn)生電磁搔擾的一個(gè)原因。
由于24V開(kāi)關(guān)電源功率密度高、智能化程度高，帶MCU微處理器，因而，從高至近千伏的電壓信號(hào)，到低至幾伏的電壓信號(hào)；從高頻的數(shù)字信號(hào)，至低頻的模擬信號(hào)，電源內(nèi)部的場(chǎng)分布相當(dāng)復(fù)雜。PCB布線不合理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、電源線輸入濾波不合理、輸入輸出電源線布線不合理及CPU、檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)不合理，均會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定或如靜電放電、電快速瞬變脈沖群、雷擊、浪涌及傳導(dǎo)搔擾、輻射搔擾及輻射電磁場(chǎng)抗擾性能力的降低。