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[!--downpath--]1幅射恐嚇的空間傳輸
1.遠(yuǎn)場和近場
電磁能量以場的方式向四周傳播，就產(chǎn)生了幅射恐嚇，場可以分為近場、和遠(yuǎn)場，近場又稱為感應(yīng)場，它的性質(zhì)與場源有密切的關(guān)系，如果場源是高電流小電壓的源，則近場主要是電場，如果場源是低壓大電壓，則場源主要是磁場。無論近場是磁場或是電場，當(dāng)退場源的距離小于λ/2π時(shí)，均弄成遠(yuǎn)場，又稱為幅射場。
因?yàn)?a href='http://m.njxqhms.com/jiaoyou/22045.html' title='數(shù)字萬用表使用方法： 首先要了解一些基礎(chǔ)，比如： power 電源開關(guān) HOLD鎖屏按鍵, B/' target='_blank'>開關(guān)電源工作在高電流，大電壓的狀態(tài)下，近場即有電場，又有磁場。
2.恐嚇的幅射形式
●單點(diǎn)幅射，主要模擬各相同性的較小的幅射源，幅射的硬度可表示為：
式中，P表示發(fā)射的功率，r表示離發(fā)射源的距離。可見，單點(diǎn)幅射硬度與距離成正比，與發(fā)射源的功率的平方根成反比。
●平行雙線支路的幅射
主要模擬差模電壓回路的幅射源，其幅射硬度可以表示為：
式中A為差模電壓所包圍的面積，I是差模電壓的大小，r是離幅射源的距離，λ是波長。可見差模幅射硬度與差模電壓的大小和差模電壓所包圍的面積成反比，與距離成正比，與頻度的平方成反比。
因而應(yīng)在高頻噪音源處加高頻去耦電容，以免高頻噪音流入電源回路中。
●單導(dǎo)線的幅射
單導(dǎo)線的幅射公式可以拿來計(jì)算紋波電壓形成的幅射的大小：
式中，I是紋波電壓的大小，r是到串?dāng)_電壓源的距離，l是導(dǎo)線的寬度，λ是波長。
3.串?dāng)_電壓幅射
兩根相仿的導(dǎo)線，假如流過差模電壓，則導(dǎo)線形成的電磁場因?yàn)榉较蛳喾矗笮∠嗟榷ハ嗟窒偃缌鬟^紋波電壓，時(shí)兩根導(dǎo)線形成的電磁場互相疊加。因而大小相同的串?dāng)_電壓所形成的空間幅射要比差模電壓形成的空間幅射硬度大的多，按照實(shí)驗(yàn)，二者的幅射硬度相差上千倍。所以，開關(guān)電源的幅射主要是由串?dāng)_電壓造成的。
●共模電壓幅射的基本模式
串?dāng)_幅射有兩種驅(qū)動(dòng)模式，一種是電壓驅(qū)動(dòng)模式，一種是電流驅(qū)動(dòng)模式，在開關(guān)電源中泄露電流過大的危害，起主要作用的主要是電流驅(qū)動(dòng)模式。
●產(chǎn)生紋波幅射的條件
形成串?dāng)_幅射的條件有兩個(gè)，一是串?dāng)_驅(qū)動(dòng)源，一個(gè)是串?dāng)_天線。
任何兩個(gè)金屬體之間存在射頻電位差，就構(gòu)成一副不對稱振子天線，兩個(gè)金屬導(dǎo)體分
別是天線的兩個(gè)極泄露電流過大的危害，對于一個(gè)開關(guān)電源來說，如右圖所示：
圖4中C7是開關(guān)管和散熱器之間的耦合電容，散熱器和與開關(guān)管D極相聯(lián)接的印制線為天線的兩個(gè)極，在剖析時(shí)可以簡化為右圖5：
圖中，Vs為恐嚇源，對圖4來說，就是開關(guān)管VT2的D極，L1、L2相當(dāng)于天線的兩個(gè)極，一個(gè)極是與開關(guān)管D極相連的印制線，另外一個(gè)極是散熱器及與之相連的接地線，C是天線兩極之間的耦合電容，即圖4中開關(guān)管與散熱器之間的耦合電容。
串?dāng)_幅射主要有天線上的串?dāng)_電壓的大小決定，因而，天線兩極L1、L2之間的耦合電容越大，幅射功率越大。
另外，當(dāng)天線的兩個(gè)極的總寬度小于λ/20時(shí)，才會(huì)向外幅射能量，但是當(dāng)天線的寬度與恐嚇源的波長滿足下述條件時(shí)，幅射能量才最大。
3.2開關(guān)電源的幅射源
要解決和減少開關(guān)電源的電磁幅射，首先要了解開關(guān)電源的幅射源在哪里。對于一個(gè)功放帶有PFC功率質(zhì)數(shù)矯治電路的開關(guān)電源來說，幅射恐嚇的源主要分布下邊幾個(gè)地方（開關(guān)電源中的幅射源比如驅(qū)動(dòng)等，相對于下邊所列的要弱的多，所以可以不與考慮）。
1.PFC開關(guān)管
2.PFC升壓晶閘管
3.DC/DC開關(guān)管
4.DC/DC的檢波管、續(xù)流管
5.PFC升壓電感
6.DC/DC變壓器
●PFC開關(guān)管和DC/DC開關(guān)管的幅射原理如前面所述，屬于電流驅(qū)動(dòng)模式的驅(qū)動(dòng)源，升壓電感和變壓器屬于差模恐嚇源，主要緣由是漏感的存在，造成電磁能量外泄，向外發(fā)射電磁能量。
●PFC升壓晶閘管和DC/DC的檢波三極管在反向截至?xí)r，存在反向恢復(fù)電壓，如右圖所示：
圖中所示的是實(shí)際測試的PFC升壓晶閘管關(guān)斷頓時(shí)的反向恢復(fù)電壓（不加吸收的情況下），在圖4中，該反向恢復(fù)電壓主要通過C6、VD1、VT2構(gòu)成回路，產(chǎn)生差模幅射，另外，因?yàn)橐驗(yàn)橐€電感的存在，很小一部份的電壓會(huì)通過散熱器與開關(guān)管VT2之間的耦合電容C7向外流，產(chǎn)生紋波幅射。
DC/DC的檢波晶閘管和續(xù)流管的反向恢復(fù)電壓會(huì)造成晶閘管的反向電流出現(xiàn)很高的電流尖峰，右圖7是正激電路的輸出混頻電路。
圖7中，TI是變壓器，VD1、VD2分別是檢波管和續(xù)流管，因?yàn)闄z波管、續(xù)流管在由導(dǎo)通轉(zhuǎn)向截至?xí)r有反向恢復(fù)電壓，該反向恢復(fù)電壓在VD1、VD2兩端形成比較高的電流峰值，因?yàn)榭旎謴?fù)晶閘管的反向恢復(fù)電壓在幾十nS，所以峰值電流的頻度較高，其基波頻度在幾十MHz，因?yàn)轭l度很高，幅射能力很強(qiáng)，右圖8是檢波管和續(xù)流管的電流波形。
在上圖7中，檢波管、續(xù)流管固定在散熱器上，散熱器接大地，因?yàn)榫чl管的陰極與管殼的散熱板直接相連，管殼的散熱板與散熱器之間就產(chǎn)生了耦合電容，檢波管、續(xù)流管在截至?xí)r形成的高壓尖峰就通過耦合電容流動(dòng)，形成串?dāng)_幅射，輸出線和地分別是天線的兩個(gè)極。
●開關(guān)電源其他的幅射源如印制線與外殼之間分布電容導(dǎo)致的串?dāng)_幅射、內(nèi)部電路工作時(shí)形成的差模幅射等，與上面的幾個(gè)幅射源相比要小得多。
3.3幅射恐嚇的解決舉措
里面剖析了幅射恐嚇形成的緣由和開關(guān)電源的幅射源，再解決開關(guān)電源的幅射問題就比較容易了。
3.3.1開關(guān)管發(fā)射源造成的幅射發(fā)射
里面所介紹的輸入端口的傳導(dǎo)恐嚇，是通過輸入線向外發(fā)射的，同時(shí)，輸入線又是一個(gè)天線，串?dāng)_電壓在流過輸入線的時(shí)侯，還會(huì)向空間發(fā)射電磁能量，形成幅射恐嚇，因而對于前面解決傳導(dǎo)發(fā)射的舉措，在減少了傳導(dǎo)發(fā)射的同時(shí)，也大大降低了輸入端口的幅射發(fā)射。
對于幅射源DC/DC開關(guān)管，也可以采取與PFC開關(guān)管的相同的舉措，來減少驅(qū)動(dòng)源的電流幅度，較小幅射發(fā)射的硬度。
下邊圖9是采取在PFC開關(guān)管散熱器對PFC輸出地加電容與不加電容幅射硬度的對比。
圖中，后面是加電容的，前面是不加電容的，從兩個(gè)圖中可以看出，在50MHZ附近，幅射恐嚇電平在加了電容之后增加了盡10DB，在到的頻度范圍內(nèi)也增加了10DB左右。
3.3.2DC/DC檢波管、續(xù)流管發(fā)射源
對于DC/DC檢波管、續(xù)流管發(fā)射源，不僅降低吸收，降低晶閘管兩端的峰值電流、在晶閘管的管腳上套飽和磁環(huán)以減少反向恢復(fù)電壓外，還可以采取以下舉措。
1.在檢波管、續(xù)流管與散熱器的接觸點(diǎn)附近對輸出地接電容，如右圖10所示：
圖中C2是三極管VD1和VD2與散熱器之間的耦合電容，容量通常在幾十PF，C3是降低的電容，C3要遠(yuǎn)小于C2，DC/DC檢波管、續(xù)流管上的電流峰值經(jīng)過C2與C3的分壓，幅度大大增加，就可以大大減小向外的幅射。
2.采用如右圖11所示的電路方式。
在上圖的電路方式中，將輸出混頻電感置于輸出的負(fù)端，VD1、VD2的輸出直接接在輸出混頻電容的正端，這樣，檢波管、續(xù)流管的陰極接固定電平，通過陰極聯(lián)接的散熱面與散熱器之間的耦合電容向外流動(dòng)的串?dāng)_電壓都會(huì)大大降低，因而大大減少輸出端口的幅射電平。
3.3.3機(jī)箱屏蔽
開關(guān)電源的幅射不僅上述的幅射源主要通過輸入輸出端口向外幅射以外，電源的控制電路、驅(qū)動(dòng)、輔助電源、變壓器、電感等直接向空間幅射電磁能量，因而須要采用機(jī)箱進(jìn)行屏蔽，機(jī)箱屏蔽要考慮機(jī)箱的材料、厚度和孔縫對屏蔽效能的影響。
1.吸收耗損
當(dāng)電磁波步入金屬屏蔽體后會(huì)形成感應(yīng)電壓，變?yōu)闊崮芏牡簦噪姶挪ú饺虢饘賹?dǎo)體中以指數(shù)的方法很快衰減，傳輸距離很短。
我們將電磁波衰減到原先1/e，即0.37倍時(shí)的距離稱為集膚深度δ
集膚深度δ與材料的性能和頻度有關(guān)，可用下邊的公式表示：
公式中，μ是材料的磁導(dǎo)率，σ是材料的濁度率。
2.反射耗損
當(dāng)電磁波抵達(dá)兩種介質(zhì)表面時(shí)，因阻抗不匹配而發(fā)生反射，所造成的電磁波能量耗損稱為反射耗損。
幅射恐嚇?biāo)鶞y試的頻度范圍是30MHz～。假如單純的只考慮30MHz以上的電磁屏蔽，薄薄一層的導(dǎo)體就可以達(dá)到很高的屏蔽效能，但對于頻度比較低的電場或磁場，就要考慮屏蔽所使用的材料和長度了。
3.孔縫對屏蔽的影響
在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，機(jī)箱上總是存在有接線孔、通風(fēng)孔以及機(jī)箱各面之間的聯(lián)接空隙，假如機(jī)箱的孔縫規(guī)格不合理，將使屏蔽效能大大增加，通常來說，孔縫的規(guī)格應(yīng)大于非常之一到百分之一的波長，能夠達(dá)到相應(yīng)的屏蔽療效。假如上限頻度按來考慮，孔縫的規(guī)格應(yīng)大于：3～0.3cm。因?yàn)殚_關(guān)電源的電磁幅射頻度范圍通常在30MHz到之間，屏蔽的上限頻度可以按來考慮。
