武汉家电维修网 www.whjdw.com 欢迎您的光临!
当前位置: 主页 > 工业电器 > 其它电器维修 >

SPWM逆变电源噪声形成及相关因素

时间:2010-06-12 14:47来源:未知 作者:admin 点击:
  SPWM逆变电源也是开关工作方式的电能变换器。为了滤除高频SPWM逆变而产生的噪声,有时不得不采用体积庞大、价格昂贵的EMI滤波器,而有的情况下即使采用EMI滤波器也无效。为了解决SPWM逆变电源应用中的噪声干扰问题,有必要探讨噪声来源及相关因素。

SPWM逆变电源噪声的形成

SPWM逆变电源的噪声主要形成于逆变回路中电流或电压的突变,突变的电流、电压又通过电、磁场等传播到其他级。以图1所示的50HZ全桥隔离式SPWM逆变电源为例。

       逆变桥工作在高频开关方式,通过开关管V1~V4的高频脉冲电流在输入端产生高频脉冲电压,叠加在输入直流电压UI上,形成输入端差模噪声(电源引线之间的噪声)。逆变桥输出的高频SPWM开关信号通过电感LO、电容CO滤波后变成所需的正弦波电压,但滤波电路在滤除噪声的同时也增加了基波的损失,所以滤波器参数不宜取大,因而在输出正弦波电压中仍残留了高频开关信号脉动成分,成为输出差模噪声的一部分,在正弦波变化幅度大处尤为明显。另一方面,由于线路电感、分布电容的存在,在开关管通断时不可避免地要产生高频衰减的振荡,即振铃响应。这一振铃可通过变压器影响到输出端,若不采取相应措施,其振幅远高于前述高频脉动电压幅值。同时变压器线圈的匝间分布电容相当于一个微分电容,对脉动的阶梯正弦信号上升沿有放大作用,形成又一脉冲型噪声电平。三者叠加在输出正弦波上形成不可忽视的差模噪声。

  开关电路中突变的电压又可成为共模噪声源,通过各种分布电容的耦合在电源的输入、输出端形成共模噪声(电源线对地的噪声)。例如图1电路中,由于开关管开关速度很高,两个桥臂的中点A、B是电路中电位变化最大之处(可大于1000V/ΜS),也是产生噪声最强的部位之一。变化如此大的高频信号通过A、B点及引线与机壳间的分布电容、变压器一二次绕组间的分布电容及输入输出线与机壳间的分布电容,在输入电源线、输出线与地之间产生感应电压,成为输入和输出的共模噪声电压。当逆变电源与实际负载连接时,负载内部电路与地有着密切的联系,负载两端与地之间也存在分布电容,这些分布电容使共模噪声得以构成回路,使实际供电网络中的共模噪声往往要比用电阻、电感等模拟逆变器的负载时的噪声要大得多,而且不同的电子负载可能产生的共模噪声电平不同。突变的电流也可通过磁场耦合而在输入、输出端产生共模噪声。

与逆变电源输出噪声有关的其他因素

从应用的角度上看,逆变电源的输出噪声直接影响作为负载的电子设备的工作而引人关注。即使通过了电磁兼容性测试的逆变电源,在实际应用时仍可能出现噪声电平超标的情况。主要原因如下:
(1)逆变电源带某些负载后滤波器参数发生变化,滤波效果降低。
(2)某些负载为含开关电源的负载,它可将其开关噪声传导到其输入侧,即SPWM逆变电源的输出侧。
(3)输入、输出电缆平行敷设且距离很近,导致输入侧的噪声耦合到输出线上,尤其是大容量升压型逆变电源输入电流较大,噪声耦合严重。
(4)逆变电源输出端两臂上的阻抗不对称时,引起的共模噪声电平不相等,两者之差就转变为差模噪声。如逆变电源输出滤波器采用单臂串接电感的方式,某些整流负载为缓和合闸时的冲击电流,而在其输入侧(即逆变电源的输出侧)单臂串接的扼流电感,使得两臂阻抗变得不对称。
(5)当逆变电源输入、输出侧共模滤波电路的接地线接至同一点时,就形成了地线环流,输入侧的共模噪声通过输出侧共模滤波电路的接地线,将共模噪声耦合到输出端,即使再加一级EMI滤波器也无效。
------分隔线----------------------------