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。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/191342.htmElectromagnetic 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
中图法分类号：TN97文献标识码：A文章编号：02192713(2000)0838002
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。
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400Hz，200V±5％；
输出：7路直流输出，如表1所示。
表1 7路电源的直流输出
| 序号 | 电压（V） | 电流（A） | 调整范围（V） | 稳定度（％） | 纹波（mV） | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | ＋15.0 | 2.0 | ±0.75 | 0.1 | 2 | 接收机 |
| 2 | －15.0 | 0.15 | ±0.75 | 0.1 | 2 | 接收机 |
| 3 | ＋5.0 | 1.0 | ±0.25 | 0.1 | 2 | 接收机 |
| 4 | －5.0 | 1.0 | ±0.25 | 0.1 | 2 | 接收机 |
| 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：
图1串联线性电源原理图
UO=1.25×[(R2＋RP)/R1＋1]
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位器，以保证输出电压的稳定度；
（3）电容C1容量满足C1>2000×I0（μF），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VI－200系列尺寸为11.68cm×6.1cm×1.27cm；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。
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