同一組合內模塊電源和線性電源的電磁兼容性的主要
加入技術交流群
摘要：介紹某雷達用低壓電源的研制，著重介紹同一組合內模塊電源和線性電源的電磁兼容性。此組合電源研制成功后，經使用表明，設計是可行的。 Electromagnetic Compatibility of Modular and Linear Power Supply in Same Assembly Abstract: This paper introduces preparation of low voltage power supply for use in a certain radar,emphatically introduces electromagnetic compatibility of modular and linear Power Supply in same assembly. After the assembly power supply is developped,it′ s practical result testifies this design being feasible. Keywords:Modular power supply,Linear power supply,Electromagnetic compatibility 中圖法分類號：TN97文獻標識碼：A文章編號：02192713(2000)0838002 1引言 線性穩(wěn)壓電源具有紋波小、干擾小等優(yōu)點，然而存在體積大、效率低、散熱難等缺點。開關電源頻率高，因而體積和重量大大減小。但是瞬態(tài)響應較差、干擾大，因此開關電源的應用受到一定限制。如果將兩者結合起來，取其各自優(yōu)點就可以滿足特定的任務要求（即多路輸出、體積小、指標高），但電磁兼容問題需要考慮。 某雷達要求在一個較小的組合內提供7路電源，具體電氣指標如下： 輸入：單相400Hz，200V±5％； 輸出：7路直流輸出，如表1所示。 表1 7路電源的直流輸出序號 電壓（V） 電流（A） 調整范圍（V） 穩(wěn)定度（％） 紋波（mV） 用途 1 ＋15.0 2.0 ±0.75 0.1 2 接收機 2 －15.0 0.15 ±0.75 0.1 2 接收機 3 ＋5.0 1.0 ±0.25 0.1 2 接收機 4 －5.0 1.0 ±0.25 0.1 2 接收機 5 ＋8.0 2.0 ±0.25 0.1 2 A/D 6 －8.0 2.4 ±0.25 0.1 2 A/D 7 ＋5.0 30 ±0.25 0.5 80 CPU
前6路穩(wěn)定度指標要求高，要用線性電源。串聯(lián)線性電源調整管與負載串聯(lián)，利用負反饋原理，通過改變調整管集電極、發(fā)射極間電壓來完成穩(wěn)壓。與分立器件穩(wěn)壓器相比，集成穩(wěn)壓器具有體積小、成本低、使用方便、性能指標高等優(yōu)點。根據負載電流不同，選用性能優(yōu)異的集成三端穩(wěn)壓器LM150、LM117，電路見圖1，輸出電壓：
圖1串聯(lián)線性電源原理圖
UO=1.25×[(R2＋RP)/R1＋1]
設計時注意以下幾點：
（1）電阻R1直接焊接在集成穩(wěn)壓器的輸出管腳和調整管腳上，否則，將影響集成穩(wěn)壓器的負載調整率；
（2）電阻R1和R2選擇高穩(wěn)定性的同種材料電阻，RP也要用高穩(wěn)定性的電位器，以保證輸出電壓的穩(wěn)定度；
（3）電容C1容量滿足C1>2000×I0（μF），I0為負載電流。
5V/30A是用VICOR公司生產的模塊電源實現(xiàn)
的，電路見圖2。交流輸入經整流模塊整流為未穩(wěn)直流電壓，經直流/直流變換器變成所需的直流輸出。VICOR模塊電源具有體積小，其VI－200系列尺寸為11.68cm×6.1cm×1.27cm；效率高，超過80％；功率密度高達50瓦/立方英寸等優(yōu)點。
VICOR模塊電源的核心是零電流開關技術，其框圖及工作波形見圖3。
PWM開關電源，工作頻率固定，通過改變脈寬來實現(xiàn)穩(wěn)壓，而VICOR模塊電源脈寬固定，改變開關頻率以實現(xiàn)穩(wěn)壓。PWM方式中，開關管工作電壓、電流波形為方波，開、關時工作電流較大，而VICOR模塊電源，當開關管導通時，流過開關管的電流為半波整流正弦波，功率開關管在打開或關斷時的電流為零，大大地降低了開關損耗，這就是VICOR所謂的“零電流”開關技術。VICOR模塊電源的諸多優(yōu)點，就是得益于這一技術。
任何電源都會產生噪聲或干擾，尤其是開關電源，功率器件工作在開關狀態(tài)，存在較高的dv/dt和di/dt，容易形成干擾，VICOR模塊電源工作頻率隨負載不同從幾十千赫到幾兆赫變動，干擾的頻帶寬。而接收機和A/D轉換都是雷達中對噪聲要求較高的單元，處理不好，會帶來諸多不良影響，那么如何降低電源噪聲，減小開關電源和線性電源的互相影響？
對于開關電源，隨著每單位體積輸出功率的增加，靜電場dv/dt和電磁場di/dt強度也隨之增加，干擾也就增大。VICOR電源模塊采用“零電流”技術，di/dt小，主要是dv/dt靜電場，屬近場，強度隨距離平方而減小。對此靜電場屏蔽是很有效的，在模塊上加了一個屏蔽罩，在與模塊相對的印制板上設有大面積接地平面，同時結構設計上，在開關電源和線性電源之間加以金屬板隔離，以減小干擾。
評論