[发明专利]一种用于抑制AC-DC电源工频谐波骚扰的方法及其电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种AC-DC电源模块，具体地说是一种用于抑制AC-DC电源工频谐波骚扰的方法及其电路。

背景技术

AC-DC电源模块能使电路中形成恒定电流的装置，如干电池、蓄电池、直流发电机等，称为直流电源。直流电源有正负两个电极，正极的电势高，负极的电势低；当两个电极与电路连通后，直流电源能维持两个电极之间的恒定电势差，从而在外电路中形成由正极到负极的恒定电流。要使直流电源两极间的电势差保持恒定必须使在外电路中由正极流到负极的正电荷，在电源内部逆着电场力的方向，由负极返回到正极去。这个过程不能靠静电力，只能靠某种与静电力方向相反的“非静电力”来实现。

AC-DC电源模块，基本都是在整流后有一个大容量的滤波电容，由于该电容的原因使其负载特性呈现容性，交流220V在对AC-DC电源供电时，由于滤波电容的充、放电作用，其两端的直流电压出现类似锯齿波的纹波。该滤波电容上电压的最小值远大于零，与其最大值(纹波峰值)相差不多。由于整流二极管的单向导电性，交流输入电压瞬时值只有高于该滤波电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通，而交流输入电压瞬时值低于该滤波电容上的电压时，整流二极管因反向偏置而截止。所以，只有在交流输入电压的每个半周期内峰值附近，整流二极管才会导通。交流输入电压仍大体保持正弦波波形，但交流输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲。这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成份，不仅会引起线路功率因数严重下降，而且严重影响整个供电网络，干扰同一供电网络上的其他用电设备。

为降低本身的高频EMI噪声，在设计AC-DC电源模块时一般不会带有功率因数矫正电路，主要原因有两点：一是会加剧EMI开关电源本身的高频EMI干扰，增加滤波器设计难度；二是会增加设计难度及成本，但缺少功率因数矫正电路的AC-DC电源模块势必会导致产品系统不满足国军标中谐波传导骚扰测试要求。

如何能够有效降低AC-DC电源模块产生多次谐波噪声，使产品满足国军标要求，同时避免降低供电网络质量，干扰其他用电设备是现有技术中存在的技术问题。

发明内容　　

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种结构简单、生产成本低、易于加工、对环境无污染的用于抑制AC-DC电源工频谐波骚扰的方法及其电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于抑制AC-DC电源工频谐波骚扰的方法，包括如下步骤：

（1）在AC-DC电源模块前端增加主动功率因数矫正电路，补偿因AC-DC电源模块中容性负载引起的电流波形畸变，减少因电流波形畸变引起的多次谐波噪声，提高AC-DC电源模块的功率因数，避免干扰同一供电网络中其他用电设备；

（2）在主动功率因数矫正电路前端增加整流电路，交流正弦输入全桥整流后变为正半周脉动电压，该正半周脉动电压作为功率因数矫正电路的供电源；

（3）在整流电路前端增加谐波抑制器，用于抑制主动功率因数矫正电路可能产生的低频噪声。

作为优选，所述整流电路为桥式整流电路。

一种用于抑制AC-DC电源工频谐波骚扰的电路，采用上述的一种用于抑制AC-DC电源工频谐波骚扰的方法设计的电路，包括交流输入模块、高频滤波器、谐波抑制器、整流电路、主动功率因数矫正电路和AC-DC电源模块，所述交流输入模块上设置有L端、N端和PE端，其中，L端和N端分别连接高频滤波器，PE端连接谐波抑制器，高频滤波器连接谐波抑制器，谐波抑制器连接整流电路，整流电路连接主动功率因数矫正电路，主动功率因数矫正电路连接AC-DC电源模块。其中，交流正弦输入，通过整流电路全桥整流后变为正半周脉动电压，该正半周脉动电压作为功率因数矫正电路的供电源。主动功率因数矫正电路让输入电流包络跟随输入电压波形，避免多次谐波噪声产生。

作为优选，所述主动功率因数矫正电路包括驱动芯片。

更优地，所述谐波抑制器包括铁芯电感器，铁心电感器是使用铁心的电抗器，体积小，用铜少。由于铁磁材料的非线性，其电感量在通过电流较小时基本不变，而在通过电流较大时会减小，且电流与电压不成线性关系。为减小这种非线性，常在铁心磁路中开气隙。

更优地，所述谐波抑制器适用25Hz-10KHz频段的噪音。

更优地，所述高频滤波器包括共模电感、差模电感和电容。

更优地，所述高频滤波器适用10KHz-30MHz频段的噪音。