开关电源的电磁兼容性设计与测试PDF电子书下载

目录 1

第1章 开关电源强制性产品认证中的电磁兼容问题 1

1.1 中国的强制性产品认证制度 1

1.2 强制性产品认证中的电磁兼容问题 2

1.3 开关电源认证中的电磁兼容性测试 2

第2章 适用于开关电源测试的电磁兼容标准 4

2.1 概述 4

2.2 开关电源的电磁兼容性测试要求 5

2.3 开关电源电磁兼容性能的基本要求 5

2.3.1 电磁骚扰发射的测试 5

2.3.2 谐波电流发射的测试 7

2.3.3 抗扰度性能的测试 8

2.3.4 小结 11

第3章 开关电源的电磁兼容性能测量 13

3.1 电磁骚扰的测量 13

3.1.1 交流电源线的传导骚扰测量（频率范围为0.15～30MHz） 13

3.1.2 辐射骚扰的场强测量（频率范围为30～1000MHz） 19

3.1.3 用吸收钳法测量辐射功率发射（频率范围为30～300MHz） 25

3.2 谐波电流发射的测量 28

3.2.1 谐波电流的产生 29

3.2.2 谐波电流的测量线路与测量方法 30

3.2.3 标准点评 31

3.3 抗扰度的试验 31

3.3.1 静电放电抗扰度试验 31

3.3.2 射频辐射电磁场抗扰度试验 37

3.3.3 GTEM小室 46

3.3.4 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 53

3.3.5 雷击浪涌抗扰度试验 61

3.3.6 由射频场感应所引起的传导干扰抗扰度试验 65

3.3.7 电压跌落、短时中断和电压渐变抗扰度试验 71

第4章 开关电源中的电磁兼容性问题和一般性的改进意见 75

4.1 概述 75

4.2 开关电源的电磁兼容性问题的由来 76

4.2.1 输入整流回路 76

4.2.2 开关回路 76

4.2.3 次级整流回路 77

4.2.4 控制回路 77

4.3 开关电源中谐波电流和功率因数的改进 78

4.2.5 由分布电容引起的骚扰 78

4.3.1 交流电网中的功率因数 79

4.3.2 无源功率因数校正法 80

4.3.3 有源功率因数校正法 83

4.4 开关电源电磁兼容性设计中的一般考虑 85

4.4.1 输入滤波器 85

4.4.2 原边开关回路的处理 85

4.4.3 次级整流回路 89

4.4.4 输出端噪声的减小 90

4.4.5 其他 91

4.5 开关电源的电磁兼容性处理实例 92

第5章 开关电源的接地与屏蔽问题 93

5.1 接地（接参考地） 93

5.1.1 参考地的概念 93

5.1.2 设备参考地的接法 94

5.1.3 参考接地线的处理（搭接） 95

5.1.4 接地（接参考地）问题小结 96

5.2 设备的接地（接大地） 96

5.3 屏蔽 98

5.3.1 电场屏蔽 98

5.3.2 磁场屏蔽 100

5.3.3 电磁场屏蔽 102

5.4 机箱的屏蔽设计 106

5.4.1 概述 106

5.4.2 关于孔缝 106

5.4.3 电磁密封处理 108

5.4.4 显示窗口的屏蔽处理 114

5.4.5 通风孔的处理 115

5.4.6 控制轴的处理 117

5.4.7 指示器、按键和灯的处理 117

5.4.8 辅料 117

第6章 开关电源中的传导骚扰及其抑制方法 120

6.1 开关电源中的传导骚扰问题 120

6.2 开关电源的传导骚扰测试 120

6.2.1 测试传导骚扰发射的试验配置 120

6.2.2 传导骚扰测量的试验技巧 121

6.2.3 对传导骚扰测量结果的数值分析 121

6.3 开关电源输入端电磁骚扰问题的由来 123

6.4 差模滤波的分析 124

6.5 共模传导骚扰抑制分析 126

6.6 滤波器件的应用 128

6.6.1 滤波器的结构形式 129

6.6.2 典型参数和安全要求 130

6.6.3 滤波器件的实际特性 133

6.6.4 滤波元器件的安装 138

6.7 开关电源输入滤波器中典型滤波器件的规格和安全性能介绍 138

6.7.1 X、Y滤波电容 138

6.7.2 共模和差模电感的制作材料 142

第7章 开关电源的印制电路板设计 152

7.1 概述 152

7.2 印制电路板的常用材料和安装方法 153

7.2.1 印制电路板的常用材料 153

7.2.2 印制电路板的主要电气性能 154

7.2.3 印制电路板的元器件安装方法 155

7.3 印制电路板布局上的一般考虑 156

7.4 印制电路板的地线问题 159

7.5 印制电路板的干扰与抑制问题 162

7.6 开关电源的印制电路板设计举例 166

7.6.1 源极管脚的单点接地问题 167

7.6.2 理想的元器件布局 168

7.6.3 检查开关电源印制电路板排布的正确性 168

第8章 开关电源中高频变压器的结构和绕制问题 170

8.1 变压器的损耗和导线的线径选择 170

8.1.1 直流损耗 170

8.1.2 交流损耗 170

8.2 变压器的设计中必须注意的问题 171

8.2.1 初级线圈的泄漏电感 171

8.2.3 初、次级线圈间的耦合电容 172

8.3 变压器的绕制问题 172

8.2.2 线圈本身的分布电容 172

8.3.1 初级绕组 174

8.3.2 初级偏压绕组 174

8.3.3 次级绕组 175

8.3.4 对变压器绕组绕制顺序的说明 177

8.3.5 小结 177

8.4 变压器的屏蔽问题 177

8.4.1 变压器绕组之间的屏蔽 177

8.4.2 磁场屏蔽 179

8.5 变压器的绝缘问题 180

8.5.1 加强变压器绝缘的方法 180

8.5.2 多重绝缘导线的采用 182

8.6 变压器的噪声问题 184

第9章 开关电源的瞬变干扰吸收问题 186

9.1 引言 186

9.2 气体放电管 187

9.2.1 概述 187

9.2.2 结构 187

9.2.3 工作原理 188

9.2.4 主要特性参数 188

9.2.5 参数分析 190

9.2.6 应用 191

9.2.7 气体放电管的质量问题 194

9.3 金属氧化物压敏电阻（MOV） 194

9.3.1 概述 194

9.3.3 特性参数 195

9.3.2 结构 195

9.3.4 使用原则 200

9.3.5 响应速度 200

9.3.6 压敏电阻的失效方式 202

9.3.7 使用中的注意事项 202

9.4 硅瞬变电压吸收二极管（TVS管） 202

9.4.1 概述 202

9.4.2 工作原理 203

9.4.3 主要特性参数 203

9.4.4 分析和应用 208

9.5 固体放电管 210

9.5.1 概述 210

9.5.2 工作原理 210

9.5.3 主要特性参数 211

9.5.4 应用 213

9.5.5 其他 214

9.6 组合式保护器 214

9.6.1 概述 214

9.6.2 组合式保护器 215

9.6.3 应用 216

第10章 铁氧体抗干扰磁心在开关电源中的使用 217

10.1 概述 217

10.2 铁氧体抗干扰磁心的工作原理 218

10.2 铁氧体抗干扰磁心的应用范围 219

10.3 铁氧体磁心的外形和尺寸选择 219

10.4 铁氧体抗干扰磁心的使用要点 225

10.5 铁氧体抗干扰磁心使用实例 226

11.1.1 电源线干扰的方式 227

第11章 影响设备和电源可靠性的其他因素及其处理意见 227

11.1 电源线上的干扰 227

11.1.2 电源线上干扰的类型 228

11.1.3 电源线干扰对设备工作的影响 229

11.1.4 设备电源线的干扰抑制技术 229

11.2 专用线路 230

11.3 瞬变干扰吸收器件 231

11.4 滤波器 232

11.4.1 电源线滤波器产品的线路构成 232

11.4.2 关于共模电感器的进一步说明 233

11.4.3 电源线滤波器的安装 236

11.4.4 滤波器的实际使用效果 238

11.4.5 提高滤波器性能的一些措施 239

11.4.6 使用电源线滤波器的注意事项 242

11.4.7 三相电源滤波器 244

11.5 设备电源的过电压、欠电压和断电保护 245

11.5.1 开关电源 245

11.5.2 交流稳压器 245

11.5.3 不间断电源（UPS） 246

11.6 设备和系统的直流电源过电压、欠电压保护 248

11.6.1 直流电源的欠电压保护 248

11.6.2 直流电源的过压保护技术 248

11.6.3 交流掉电保护 249

11.7 在一个电源系统中存在多个子电源时的电磁兼容问题 249

11.7.1 概述 249

11.7.2 具有多个子电源的电源系统设计实例 250

12.2 采用SG6840高集成度“绿色模式”PWM控制器的开关电源线路设计实例 253

12.1 概述 253

第12章 开关电源设计实例 253

12.2.1 SG6840高集成度“绿色模式”PWM控制器 254

12.2.2 SG6840电路使用说明 256

12.2.3 SG6840电路的特性参数 259

12.2.4 采用SG6840控制器的开关电源电路设计实例 261

12.3 采用TOPSwitch-GX系列单片开关电源控制器的开关电源线路设计实例 274

12.3.1 TOPSwitch-GX系列单片开关电源控制器简介 274

12.3.2 TOPSwitch-GX控制器的线路框图及管脚功能介绍 276

12.3.3 TOPSwitch-GX控制器的简单工作原理 278

12.3.4 采用TOPSwitch-GX的开关电源在印制电路板设计上的考虑 280

12.3.5 一个采用TOP245Y控制器的12V,30W通用开关电源设计实例 283

13.1.1 比较“正规”的试验设备配置方案 303

13.1 开关电源电磁兼容性的定性诊断 303

第13章 开关电源电磁兼容性定性诊断和故障的处理意见 303

13.1.2 定性试验的配置方案 304

13.2 电磁兼容故障与一般性处理建议 305

13.2.1 辐射发射超标 306

13.2.2 传导发射超标 307

13.2.3 抗静电干扰不合格 308

13.2.4 抗射频辐射电磁场干扰不合格 309

13.2.5 抗脉冲群干扰不合格 309

13.2.6 抗浪涌干扰试验不合格 310

13.2.7 由射频场感应所引起的传导干扰抗扰度试验不合格 310

13.2.8 结束语 310

附录A 机内开关电源的认证试验项目一览表 311

参考文献 313