CN101404453A - 一种抗干扰开关稳压电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗干扰开关稳压电源，包括依次连接的电源输入端、整流滤波单元、高频变换单元、调宽方波整流滤波单元、电源输出端，还包括跨接于所述高频变换单元和所述调宽方波整流滤波单元两端的控制电路单元，还包括：浪涌吸收模块，用于吸收电源信号中的浪涌干扰信号，所述浪涌吸收模块位于所述电源输入端和所述整流滤波单元之间。相应地，本发明还公开了一种检验开关稳压电源电磁兼容性的方法及设备。实施本发明可提高电源抗干扰度，并可快速验证电源的电磁兼容性。

Description

一种抗干扰开关稳压电源

技术领域

涉及电源抗干扰技术，尤其涉及一种抗干扰开关稳压电源和抗干扰方法，以及电磁兼容性检验方法。

背景技术

开关稳压电源是利用现代电力电子技术，通过调节占空比，以维持稳定输出电压的一种电子产品，其在计算机、通信、航天、彩色电视等方面都得到了越来越广泛的应用，并推动着开关稳压电源向高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化等方向发展。开关稳压电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，AC/DC变换就是将交流变换为直流。

为了规范电子产品的电磁兼容性，所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电磁兼容标准。电磁兼容标准是使产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求。大部分国家包括中国的标准都是基于国际电工委员会(InternationalElectro Technical Commission，简称IEC)所制定的标准。尽管电磁兼容标准文件繁多，内容复杂，但就设备的要求方面看，一般包括两方面的要求：电磁兼容标准对设备的要求有两个方面，一个是设备工作时不会对外界产生不良的电磁干扰影响，另一个是不能对外界的电磁干扰过度敏感。前一个方面的要求称为干扰发射(Electro Magnetic Interference，简称EMI)要求，后一个方面的要求称为敏感度(Electro Magnetic Susceptibility，简称EMS)或抗扰度要求。其中，电磁抗扰度要求一般包括浪涌(Surge)抗干扰等。

在现有技术中，开关稳压电源的开发设计一般只求达到上述IEC标准，但是一些用户需要在较恶劣的条件下使用电源，为了保证电源不受到外界的电磁干扰的影响，要求电源具有更高的电磁抗干扰度，这正是现有技术函待改进的地方。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提高电源的电磁抗干扰能力尤其是提高在静电释放、电快速瞬变脉冲群以及浪涌等方面的抗干扰度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种抗干扰开关稳压电源，包括依次连接的电源输入端、整流滤波单元、高频变换单元、调宽方波整流滤波单元、电源输出端，还包括跨接于所述高频变换单元和所述调宽方波整流滤波单元两端的控制电路单元，还包括：

浪涌吸收模块，用于吸收电源信号中的浪涌干扰信号，所述浪涌吸收模块置于所述电源输入端和所述整流滤波单元之间。

上述的抗干扰开关稳压电源，还包括：静电吸收电阻，用于吸收干扰信号中的静电干扰信号，所述静电吸收电阻跨接于所述高频变换单元两端；电快速瞬变脉冲群吸收共模电感，用于吸收干扰信号中的电快速瞬变脉冲群干扰信号，所述电快速瞬变脉冲群吸收共模电感跨接于电源输出端正极和负极之间。

上述的抗干扰开关稳压电源中，所述浪涌吸收模块包括：突波吸收器，跨接于电源输入端的火线和零线之间；浪涌吸收共模电感，用于与所述突波吸收器共同吸收干扰信号中的浪涌干扰信号，所述浪涌吸收共模电感在所述突波吸收器之后跨接于电源输入端的火线和零线之间。

上述的抗干扰开关稳压电源中，所述突波吸收器是氧化锌MOV。

相应地，本发明还提供了一种检验开关稳压电源的电磁兼容性的方法，包括：

在所述电源的初级和次级之间跨接RC回路；

检测所述RC回路上的电阻两端的电压波形；

根据所述检测所得的电压波形判断所述抗干扰开关稳压电源的电磁兼容性。

上述的检验开关稳压电源的电磁兼容性的方法，所述根据所述示波器的检测结果判定所述抗干扰开关稳压电源的电磁兼容性包括：计算所述示波器测得的电阻两端的波形的峰-峰值；比较所述峰-峰值与预置的限值的大小，若所述峰-峰值大于所述预置的限值，则认为该电源的电磁兼容性不能满足需要。

相应地，本发明还提供了一种开关稳压电源的电磁兼容性检验设备，包括：

RC回路，用于跨接于所述开关稳压电源的初级和次级之间；

电压波形检测装置，用于检测所述电阻两端的电压波形，所述电压波形检测装置跨接于所述RC回路中的电阻两端；

判断单元，用于根据所述电压波形检测装置测得的电压波形，判断该电源的电磁兼容性是否能满足需要。

通过上述本发明采用的技术方案可以看出，由于本发明在现有电源的基础上增加了静电吸收电阻、浪涌吸收模块以及电快速瞬变脉冲群吸收共模电感，可以吸收通过电源输出端流入电源内的静电、瞬变电压以及通过电源输入端流入电源的浪涌，即提高了电源的电磁抗干扰度，同时在检验开关稳压电源的电磁兼容性时通过在初次级间跨接一RC回路，使可以方便、快速、低成本地对开关稳压电源的电磁兼容性进行检验。

附图说明

图1所示为现有开关稳压电源电路结构示意图；

图2所示为本发明一种抗干扰开关稳压电源的第一实施例的电路结构示意图；

图3所示为本发明一种抗干扰开关稳压电源的第二实施例的电路结构示意图；

图4所示为本发明一种抗干扰开关稳压电源的第三实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明的特征及技术内容进行进一步说明。附图仅用于解释本发明而非限制。

参见图1，所示为现有开关稳压电源电路结构示意图。交流电压经整流滤波单元11整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进入高频变换单元12被转换成所需电压值的方波，最后该方波电压进入调宽方波整流滤波单元13变为所需要的直流电压。控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。

参见图2，所示为本发明一种抗干扰开关稳压电源的第一实施例的电路结构示意图。本实施例在电源输入端(即火线零线端)增加一浪涌吸收模块1。电信号通过电源输入端进入电源后，由浪涌吸收模块1将浪涌干扰信号吸收。

参见图3，所示为本发明一种抗干扰开关稳压电源的第二实施例的电路结构示意图。本实施例在第一实施例的基础上，在高频变换单元两端即电源初级和次级之间跨接一静电吸收电阻2，在电源输出端(即正负极端)增加一电快速瞬变脉冲群吸收共模电感3。电信号进入电源后，由浪涌吸收模块1将浪涌干扰信号吸收，由静电吸收电阻2吸收静电干扰，而电快速瞬变脉冲群吸收共模电感3则吸收电快速瞬变脉冲群。

在电源行业内，一般可以以变压器为界，将电源分为初级和次级，例如图3中，变压器左边部分为电源初级，变压器右边部分则为电源次级。

参见图4，所示为本发明一种抗干扰开关稳压电源的第三实施例的电路图。并联在电源输入端的火线和零线之间的浪涌吸收模块①可以由突波吸收器MOV(即氧化锌)和浪涌吸收共模电感L1并接组成；跨接在电源初级与次级之间的静电吸收电阻②可以由两个电阻R12、R13串联组成；在电源输出端正负极之间并联一电快速瞬变脉冲群吸收共模电感③即图中的共模电感L2。

其中，通过突波吸收器把高的突波吸收了，再通过浪涌吸收共模电感L1可以消耗部分能量(因为电感对瞬变电流有阻尼作用)，这样有效保护了保险丝和桥式整流管等其它部件，使产品不至于损坏。

其中，由突波吸收器MOV(即氧化锌)和浪涌吸收共模电感L1组成的浪涌吸收模块1对EFT即电快速瞬变脉冲群抗干扰也是有益的。

其中，就抗干扰度而言，本发明实施例中的共模电感L1电感量越大，电源抗干扰度越高，共模电感L2电感量越大，电源抗干扰度也越高。

经检验，与现有的技术相比，利用第三实施例公开的技术，电源抗干扰强度得到很大提升。以IEC标准为基准，ESD(Electro-Static Discharge，静电释放)抗干扰由原来的4KV提高到现在的15KV以上，EFT(Electrical Fast Transient，电快速瞬变脉冲群)抗干扰由原来的1KV提高到现在的2KV以上，Surge抗干扰由原来的1KV提高到现在的4-6KV以上。由于EMI在一定范围内具有可不预测性，仅靠抽样测试难以保证所有产品通过EMI标准，第4条的EMI检测技术可以在生产时保证所有产品都能符合IEC的EMI标准。

在抗干扰开关稳压电源尤其是无Y电容的开关电源中，变压器初次级之间的耦合电容量大小是决定EMI效果不稳定的主要因素，在电源初次级间跨接RC回路，用电压波形检测装置(这里采用示波器)连接在R14两端，初次级耦合电容量的大小会在电阻R上产生大小不同的电压峰值，通过测试R14两端的电压波形可判定是否符合EMI要求。为了避免负载变化引起EMI的差异，产品输出用电阻作负载。现在结合图3，具体说明本发明检验抗干扰开关稳压电源的电磁兼容性的方法，该方法主要包括以下步骤：

在所述电源的初级和次级之间跨接RC回路④，该RC回路④由电阻R14和电容C12组成；

利用示波器检测所述RC回路上的电阻R14两端的电压波形；

根据所述示波器的检测结果，判定所述抗干扰开关稳压电源的电磁兼容性。

其中，所述“根据所述示波器的检测结果，判定所述抗干扰开关稳压电源的电磁兼容性”是指：计算所述示波器测得的波形的峰-峰值，若该峰-峰值超过了某一限值，则认为该电源的电磁兼容性未达到所需的要求，其中，该限值可根据需要进行设置，比如，若需要较高的电磁兼容性，可设置较小的限值，当测得的波形的峰-峰值超过该限值时，即认为该产品的电磁兼容性不合格，予以淘汰。

其中，根据对EMI裕量要求的不同，适当调整RC的参数可以达到测试要求。

优选的，还可以设置一判断单元，自动获取示波器测得的峰-峰值并将其与限值进行比对，并将比对结果反馈出来(比如若经检验该电源不合要求，则发出警报声)。

另外，检验完抗干扰度后，要将RC回路去除。

优选的，可以将RC回路和示波器集成为专门的电磁兼容性检验设备，使用时只需将该检验设备跨接到电源初、次级之间，便可通过波形显示屏将电压波形显示出来。

优选的，还可以进一步在上述电磁兼容性检验设备中集成一判断单元，直接根据测得的电压波形，根据用户预置的峰-峰值的限值，自动判断被测电源的电磁兼容性是否能满足需要。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所揭露的仅为本发明实施例中的一种较佳实施例，不能以此来限定权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1、一种抗干扰开关稳压电源，包括依次连接的电源输入端、整流滤波单元、高频变换单元、调宽方波整流滤波单元、电源输出端，还包括跨接于所述高频变换单元和所述调宽方波整流滤波单元两端的控制电路单元，其特征在于，还包括：

浪涌吸收模块，用于吸收电源信号中的浪涌干扰信号，所述浪涌吸收模块置于所述电源输入端和所述整流滤波单元之间。

2、如权利要求1所述的抗干扰开关稳压电源，其特征在于，所述浪涌吸收模块包括：

突波吸收器，跨接于电源输入端的火线和零线之间；

浪涌吸收共模电感，用于与所述突波吸收器共同吸收干扰信号中的浪涌干扰信号，所述浪涌吸收共模电感在所述突波吸收器之后跨接于电源输入端的火线和零线之间。

3、如权利要求2所述的抗干扰开关稳压电源，其特征在于，还包括：

静电吸收电阻，用于吸收经所述浪涌吸收模块过滤后的电源信号中的静电干扰信号，所述静电吸收电阻跨接于所述高频变换单元两端。

4、如权利要求1至3中任一项所述的抗干扰开关稳压电源，其特征在于，还包括：

电快速瞬变脉冲群吸收共模电感，用于吸收经所述浪涌吸收模块和所述静电吸收电阻过滤后的电源信号中的电快速瞬变脉冲群干扰信号，所述电快速瞬变脉冲群吸收共模电感置于所述调宽方波整流滤波单元和所述电源输出端之间。

5、如权利要求2所述的抗干扰开关稳压电源，其特征在于，还包括：

所述突波吸收器是氧化锌MOV。

6、一种检验开关稳压电源的电磁兼容性的方法，其特征在于，包括：

在所述电源的初级和次级之间跨接RC回路；

检测所述RC回路上的电阻两端的电压波形；

根据所述检测所得的电压波形判断所述抗干扰开关稳压电源的电磁兼容性。

7、如权利要求6所述的检验开关稳压电源的电磁兼容性的方法，其特征在于，所述根据所述示波器的检测结果判定所述抗干扰开关稳压电源的电磁兼容性包括：

计算所述示波器测得的电阻两端的波形的峰-峰值；

比较所述峰-峰值与预置的限值的大小，若所述峰-峰值大于所述预置的限值，则认为该电源的电磁兼容性不能满足需要。

8、一种开关稳压电源的电磁兼容性检验设备，其特征在于，包括：

RC回路，用于跨接于所述开关稳压电源的初级和次级之间；

电压波形检测装置，用于检测所述电阻两端的电压波形，所述电压波形检测装置跨接于所述RC回路中的电阻两端。

判断单元，用于根据所述电压波形检测装置测得的电压波形，判断该电源的电磁兼容性是否能满足需要。

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