開關電源電磁兼容性

前言

　　開關電源自20世紀90年代問世以來，便顯示出強大的生命力。作為一項極具發(fā)展前景和影響力的產(chǎn)品，越來越引起了國內外開關電源界的普遍關注。開關電源具有高效率、高集成度、高性價比，最小體積、最輕質量、最佳性能指標等特點，目前已成為開發(fā)中、小功率開關電源、精密開關電源及系統(tǒng)的優(yōu)選電路。但與此同時，開關電源的高速開關脈沖易產(chǎn)生許多電磁兼容問題，由于開關電源的工作頻率比較高（幾十至幾百千赫），是對電磁兼容比較敏感的產(chǎn)品，它是一個高頻干擾源向周圍空間輻射騷擾、開關電源對同一電網(wǎng)中其他用電設備的高頻傳導干擾等電磁兼容方面的問題都成了人們關注的熱點，也成了阻礙開關電源進一步推廣發(fā)展的絆腳石。　　電磁兼容（ElectroMagnetic Compatibility，EMC）作為一門新興的綜合性交叉學科正在我國迅速發(fā)展，它涉及到電子、計算機、通信、航空航天、鐵路交通、電力、軍事以及人民生活的各個方面。隨著科學技術的進步，電磁環(huán)境日趨復雜，電磁干擾及電磁防護問題日益突出。世界各發(fā)達國家均對此予以高度重視，我國的相關部門與機構也積極開展電磁兼容性的理論和應用研究。國家3C認證（中國強制性產(chǎn)品認證，China Compulsory Certification）制度的實施，鑒于開關電源的重要性和特殊性，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局已將開關電源列為我國首批實行進出口電磁兼容強制監(jiān)督管理的六種產(chǎn)品之一?！　‘斍?，圖書市場中介紹開關電源設計的書籍很多，分別從開關電源的基本線路、開關電源的集成電路控制芯片、開關電源的有源濾波技術、有源功率因數(shù)控制技術和軟開關技術等，對各種開關電源的設計做了詳細的敘述，這為開關電源技術在我國的普及和發(fā)展起到了推動的作用，但在國內專門從電磁兼容性方面研究開關電源的專著很少。本書是天津市社會發(fā)展重點基金（05YFSYsFD33）、天津市自然科學基金（05YFJMJCl3100）、天津理工大學專著出版資金資助項目。

內容概要

全書共分8章：第1章闡述了國內外開關電源的發(fā)展動態(tài)、開關電源的分類和主要技術指標；第2章給出了電磁兼容的基本概念和原理，并用周期性函數(shù)的傅里葉變換和非周期性干擾信號的頻譜分析對電磁干擾（騷擾）進行數(shù)學描述；第3章對干擾耦合機理進行了詳細的分析，分別是傳導耦合、高頻耦合和輻射耦合；第4章討論了開關電源強制性產(chǎn)品認證中的電磁兼容問題及適用于開關電源電磁兼容性的有關標準；第5章詳細闡述開關電源電磁兼容性測試技術。重點介紹了傳導騷擾測試、輻射騷擾測試和功率吸收鉗測試技術；第6章給出了開關電源電磁兼容性設計，通過對開關電源產(chǎn)生噪聲機理的分析，給出開關電源電磁干擾的抑制措施，并使用諧波平衡有限元法分析高頻開關電源；第7章討論了開關電源印制電路板PCB的電磁兼容設計；第8章介紹了開關電源的最優(yōu)化和可靠性設計方法。    本書適合作為電氣與電子工程、信息和計算機技術、生物醫(yī)學工程、自動控制與機電一體化、儀器和測試技術等專業(yè)師生的教學參考書，還可供從事電氣和電子產(chǎn)品研發(fā)、設計、制造、質量管理、檢測與維修工程技術人員使用。

書籍目錄

第1章  開關電源發(fā)展概況  1.1  開關電源的發(fā)展概況    1.1.1  國內開關電源的發(fā)展概況    1.1.2  國外開關電源的發(fā)展概況  1.2  開關電源的分類  1.3  開關電源主要技術指標第2章  電磁兼容技術概述  2.1  電磁兼容概述    2.1.1  電磁兼容的含義    2.1.2  電磁千擾的三要素    3.1.3  電磁干擾（騷擾）礫的分類      2.1.4  電磁干擾（騷擾）源的時、空、頻譜特性      2.1.5  電磁兼容性分析與設計方法    2.1.6  電磁兼容性研究的基本內容  2.2  電磁兼容技術術語    2.2.1  一般術語    2.2.2  干擾術語    2.2.3  發(fā)射術語    2.2.4  電磁兼容性能術語  2.3  電磁干擾（騷擾）的數(shù)學描述方法    2.3.1  周期性函數(shù)的傅里葉變換    2.3.2  非周期性干擾信號的頻譜分析    2.3.3  脈沖信號的傅里葉積分    2.3.4  脈沖信號的快速時頻域轉換第3章  干擾耦合機理  3.1  傳導耦合    3.1.1  電容性耦合    3.1.2  電感性耦合    3.1.3  電容性耦合與電感性耦合的綜合考慮  3.2  高頻耦合    3.2.1  分布參數(shù)電路的基本理論    3.2.2  高頻線間的耦合    3.2.3  低頻情況的耦合  3.3  輻射耦合    3.3.1  電磁輻射    3.3.2  近場區(qū)與遠場區(qū)的特性    3.3.3  電磁波的極化    3.3.4  輻射耦合第4章  開關電源電磁兼容性的有關標準  4.1  開關電源強制性產(chǎn)品認證中的電磁兼容問題  4.2  適用于開關電源電磁兼容性的有關標準第5章  開關電源電磁兼容性測試  5.1  傳導騷擾測試    5.1.1  測量接收機    5.1.2  人工電源網(wǎng)絡    5.1.3  試驗方法  5.2　輻射騷擾測試    5.2.1  開闊試驗場    5.2.2  電波暗室    5.2.3  必要的試驗設施    5.2.4  試驗方法  5.3  用吸收鉗法測試輻射功率發(fā)射    5.3.1  試驗方法的提出    5.3.2功率吸收鉗    5.3.3  測試線路    5.3.4  對用吸收鉗法測試輻射騷擾發(fā)射的說明  5.4  電源諧波電流發(fā)射    5.4.1  測試電路    5.4.2  測試方法  5.5  電壓波動和閃爍的測試    5.5.1  電壓波動測試    5.5.2  閃爍測試第6章  開關電源的電磁兼容性設計第7章  開關電源印制電路板的電磁兼容設計第8章  開關電源的最優(yōu)化及可靠性設計附錄　機內開關源的認證試驗項目一覽表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　開關電源發(fā)展概況　　1.1　開關電源的發(fā)展概況　　傳統(tǒng)的晶體管串聯(lián)調整穩(wěn)壓電源是連續(xù)控制的線性穩(wěn)壓電源。這種傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源技術比較成熟，并且已有大量集成化的線性穩(wěn)壓電源模塊，具有穩(wěn)定性能好、輸出紋波電壓小、使用可靠等優(yōu)點。但通常都需要體積大且笨重的工頻變壓器與體積和質量都很大的濾波器。由于調整管工作在線性放大狀態(tài)，為了保證輸出電壓穩(wěn)定，其集電極與發(fā)射極之間必須承受較大的電壓差，導致調整管功耗較大，電源效率很低，一般只有45％左右。另外，由于調整管上消耗較大的功率，所以需要采用大功率調整管并裝有體積很大的散熱器，很難滿足現(xiàn)代電子設備發(fā)展的要求?！　‰S著計算機、電子技術的高速發(fā)展，20世紀80年代，計算機全面實現(xiàn)了開關電源化，率先完成計算機的電源換代。20世紀90年代，開關電源在電子、電氣設備、家電領域得到了廣泛的應用，開關電源技術進入了快速發(fā)展時期?！　￠_關型穩(wěn)壓電源采用功率半導體器件作為開關，通過控制開關的占空比，調整輸出電壓。以功率晶體管（GTR）為例，當開關管飽和導通時，集電極和發(fā)射極兩端的壓降接近零；當開關管截止時，其集電極電流為零。所以其功耗小，效率可高達70％-95％。

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　　《開關電源電磁兼容性》適合作為電氣與電子工程、信息和計算機技術、生物醫(yī)學工程、自動控制與機電一體化、儀器和測試技術等專業(yè)師生的教學參考書，還可供從事電氣和電子產(chǎn)品研發(fā)、設計、制造、質量管理、檢測與維修工程技術人員使用。

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