[实用新型]降低开关电路电磁噪声的装置

说明书

技术领域:

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及电磁兼容技术，特别是一种降低开关电路电磁噪声的装置。

背景技术:

开关电源以其效率高、体积小、输出稳定性好的优点而得到广泛应用。但是，由于开关电源工作过程中的高频率、高di/dt和高du/dt，使电磁干扰问题非常突出，造成开关电路电磁噪声过大。

现有技术中，常见的抑制开关电路电磁噪声的措施主要有抑制干扰源的方法、滤波法、屏蔽法、在器件特性上进行改善的方法、采用合适的线路布局等。例如，可以通过随机调制开关电源的脉宽调制频率，将谐波能量分配到较宽的频率范围，进而减弱谐波幅值。还可以通过软开关技术降低开关管通断时的高du/dt和di/dt。对于任何设备而言，滤波也是很有效的解决电磁干扰的技术之一。滤波可以有效地削弱导线上的干扰信号，防止电路中的干扰信号传到导线上借助导线辐射。例如，在机箱上设置屏蔽，或者对局部电路加屏蔽装置。

通过这些方法处理，可以有效抑制电源对外界的干扰，但是当多个电源通过直流母线并联时，还是会导致总线的噪声信号超标。这是因为多个电源并联后，在总线上侦测到的噪声，将会是单个电源产生的噪声信号的叠加。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种降低开关电路电磁噪声的装置，所述的这种降低开关电路电磁噪声的装置要解决现有技术中多个开关电源通过直流母线并联而导致总线噪声信号超标的技术问题。

本实用新型的这种降低开关电路电磁噪声的装置，包括一个E-E型磁芯，所述的E-E型磁芯包括两个边柱和一个中心柱，其中，所述的中心柱中设置有气隙，任意一个所述的边柱上均各自设置有一个电感线圈，一个平衡绕组以“8”字型路径绕过两个边柱并避开中心柱，平衡绕组包括有一个第一引出端和一个第二引出端，平衡绕组的第一引出端从一个所述的边柱引出并与一个平衡阻抗元件的一端连接，平衡绕组的第二引出端与一个模拟开关的一端连接，模拟开关的另一端与平衡阻抗元件的另一端连接，模拟开关包括有一个控制端，所述的控制端与一个数字信号处理器的输出端连接。

进一步的，所述的平衡阻抗元件中包括有两个阻抗器件，所述的两个阻抗器件的一端共同连接到平衡绕组的第一引出端，所述的模拟开关包括两个金属氧化物半导体场效应晶体管，所述的两个金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极各自与所述的两个阻抗器件的另一端连接，两个金属氧化物半导体场效应晶体管的源极共同连接到平衡绕组的第二引出端，两个金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极分别与一个数字信号处理器中的两个输出端连接。

进一步的，所述的电感线圈均为对称式boost变换器中的分立的电感线圈。

本实用新型的工作原理是：将对称式Boost变换器中的分立的两个功率电感耦合，将其分别绕制在同一个E-E磁芯的两个边柱上，磁芯的中心柱开有气隙。在E-E磁芯中绕制一个平衡绕组，平衡绕组以“8”字型绕过两个边柱，不经过中心柱，从其中一个边柱引出，引出端连接平衡阻抗。平衡绕组只占有很小的窗口面积，因此变换器的大小并未因为加入平衡绕组而产生变化。平衡绕组的加入使得耦合电感多了两个引出端子，不同的阻抗将被串联在这两个端子之间。在平衡绕组的两个引出端子接入带有模拟开关的随时间跳变的平衡阻抗。通过模拟开关对于接入两引出端子间阻抗的管理，耦合电感的端口特性将被有效调整，耦合电感的端口特性的变化，将会体现到经过耦合电感的噪声信号的相位和幅度上，如果相位发生偏移，各个电源产生的同频率的噪声源信号将会形成相位差，从而这些噪声可以在总线上相互抵销，达到解决总线噪声信号超标的问题。采用混沌信号调制阻抗。将两组阻抗分别和模拟开关MOS管串联，再将其相互并联后接入平衡绕组的引出端上。应用DSP产生混沌信号驱动MOS管，将两组阻抗随机接入平衡绕组中。该阻抗可以是电容、电阻或电感，或其组合网络。接入平衡绕组的阻抗会随着时间无规律变化，不同时间可能有不同的阻抗接入其中。

本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型采用混沌阻抗调制抑制电源母线电磁噪声，提高了变换器功率密度。通过调整平衡阻抗的大小和属性改变外端口特性，抑制总线噪声信号超标。在传统的电磁噪声抑制基础之上，结合本实用新型中的混沌阻抗调制抑制电源母线电磁噪声的技术，可以使直流总线的噪声进一步减少。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构的框图；

图2是本实用新型的电路结构原理图；

图3为本实用新型的耦合电感及平衡绕组的实现方式图；

图4为本实用新型中所采用的混沌信号的示意图。