1、同一组合内模块电源和线性电源的电磁兼容性 摘要：介绍某雷达用低压电源的研制，着重介绍同一组合内模块电源和线性电源的电磁兼容性。此组合电源研制成功后，经使用表明，设计是可行的。1 引言线性稳压电源具有纹波小、干扰小等优点，然而存在体积大、效率低、散热难等缺点。开关电源频率高，因而体积和重量大大减小。但是瞬态响应较差、干扰大，因此开关电源的应用受到一定限制。如果将两者结合起来，取其各自优点就可以满足特定的任务要求（即多路输出、体积小、指标高），但电磁兼容问题需要考虑。2 模块电源和线性电源在同一组合内电磁兼容的考虑某雷达要求在一个较小的组合内提供 7 路电源，具体电气指标如下：输入：单相 400H
2、z，200V5；输出：7 路直流输出，如表 1 所示。 前 6 路稳定度指标要求高，要用线性电源。串联线性电源调整管与负载串联，利用负反馈原理，通过改变调整管集电极、发射极间电压来完成稳压。与分立器件稳压器相比，集成稳压器具有体积小、成本低、使用方便、性能指标高等优点。根据负载电流不同，选用性能优异的集成三端稳压器 LM150、LM117，电路见图 1，输出电压：UO=1.25(R2RP)/R11 设计时注意以下几点：（1）电阻 R1 直接焊接在集成稳压器的输出管脚和调整管脚上，否则，将影响集成稳压器的负载调整率；（2）电阻 R1 和 R2 选择高稳定性的同种材料电阻，RP 也要用高稳定性的电
3、位器，以保证输出电压的稳定度；（3）电容 C1 容量满足 C12000I0（F），I0 为负载电流。5V/30A 是用 VICOR 公司生产的模块电源实现的，电路见图 2。交流输入经整流模块整流为未稳直流电压，经直流/直流变换器变成所需的直流输出。VICOR 模块电源具有体积小，其 VI200 系列尺寸为11.68cm6.1cm1.27cm；效率高，超过 80；功率密度高达 50 瓦/立方英寸等优点。VICOR 模块电源的核心是零电流开关技术，其框图及工作波形见图 3。PWM 开关电源，工作频率固定，通过改变脉宽来实现稳压，而 VICOR 模块电源脉宽固定，改变开关频率以实现稳压。PWM 方式
4、中，开关管工作电压、电流波形为方波，开、关时工作电流较大，而 VICOR 模块电源，当开关管导通时，流过开关管的电流为半波整流正弦波，功率开关管在打开或关断时的电流为零，大大地降低了开关损耗，这就是 VICOR 所谓的“零电流”开关技术。VICOR 模块电源的诸多优点，就是得益于这一技术。任何电源都会产生噪声或干扰，尤其是开关电源，功率器件工作在开关状态，存在较高的 dv/dt 和di/dt，容易形成干扰，VICOR 模块电源工作频率随负载不同从几十千赫到几兆赫变动，干扰的频带宽。而接收机和 A/D 转换都是雷达中对噪声要求较高的单元，处理不好，会带来诸多不良影响，那么如何降低电源噪声，减小开
5、关电源和线性电源的互相影响？对于开关电源，随着每单位体积输出功率的增加，静电场 dv/dt 和电磁场 di/dt 强度也随之增加，干扰也就增大。VICOR 电源模块采用“零电流”技术，di/dt 小，主要是 dv/dt 静电场，属近场，强度随距离平方而减小。对此静电场屏蔽是很有效的，在模块上加了一个屏蔽罩，在与模块相对的印制板上设有大面积接地平面，同时结构设计上，在开关电源和线性电源之间加以金属板隔离，以减小干扰。传导干扰分共模干扰和差模干扰两种。对 VICOR 模块电源来说，共模干扰电流指的是加在模块两个输入端的干扰同相分量，会产生磁场辐射。要在两输入端到模块板加一 LESR、LESL 的“
6、Y”电容，且引线要尽可能短，以减小寄生电感。本组合中，线性电源和开关电源共用同一相交流电源，选用合适的电网滤波器并正确安装，可以防止射频能量沿电源线传播，污染电网。差模干扰则是以反相或反向流进以上两端的干扰电流，在模块两输入端要加一“X”电容，该电容尽可能靠近模块，以减小耦合回路面积。注有关“Y”电容及“X”电容，见本期 P.375 页。线性电源中，变压器存在漏磁，低频磁场很难屏蔽，在组合中，变压器与印制板的最大距离不足3cm，是一个很大的干扰源。资料介绍，R 型变压器因其独特的结构，而具有体积小、重量轻、损耗小、漏磁和分布电容小等优点，其漏磁约为 EI 型的 1/10，经测试比较，在该电源中
7、，选用了 R 型变压器。线性电源采用桥式整流，在半导体二极管的反向恢复时间内，硅桥呈直通状态，平滑滤波电容器通过直通硅桥快速放电效应和变压器寄生分量结合，就会使整流部分成为较严重的干扰源。减小整流部分干扰的方法除减小变压器漏感外，可在整流桥两交流端加一小电容，电源输入线加电网滤波器，用双绞线减小平滑滤波电容和硅桥充电回路的面积，以减小耦合。另外，在组合内部布线时，注意把携有噪声的器件和导线与干扰敏感布线隔开，用双绞线代替平行线，交流线、高电位线，尽量与低压直流线远离，不要扎在一个线束内。3 结语抑制干扰的措施很多，本文只介绍了本组合所用到的主要措施。电源做出来后，满足了要求，用户使用到今，比较满意。
