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AB 模块 1756-IA16

AB 模块 1756-IT6I

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美国 AB Allen-Bradley 9.00 CPU 处理器 1747-L542/B

MATROX 采集卡 979-0101    

电源设计中即使是普通的直流到直流开关转换器的设计都会出现一系列问题，尤其在高功率电源设计中更是如此。除功能性考虑以外，工程师设计的鲁棒性，以符合成本目标要求以及热性能和空间限制，当然同时还要设计的进度。另外，出于产品规范和系统性能的考虑，电源产生的电磁干扰(EMI)足够低。不过，电源的电磁干扰水平却是设计中难预计的项目。有些人甚至认为这简直是不可能的，设计人员能做的多就是在设计中进行充分考虑，尤其在布局时。

尽管本文所讨论的原理适用于广泛的电源设计，但我们在此只关注直流到直流的转换器，因为它的应用相当广泛，几乎每一位硬件工程师都会接触到与它相关的工作，说不定什么时候就设计一个电源转换器。本文中我们将考虑与低电磁干扰设计相关的两种常见的折中方案;热性能、电磁干扰以及与PCB布局和电磁干扰相关的方案尺寸等。文中我们将使用一个简单的降压转换器做例子，如图1所示。

Allen-Bradley-5 1747-L541   B

Allen-Bradley-64 1746-IA16   B 

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AB 模块 1746-OA8    

ANRITSU 功率计探头 MA2491A

SIEMENS 变频器 6SE7014-OTP50

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图1.普通的降压转换器

在频域内测量辐射和传导电磁干扰，这就是对已知波形做傅里叶级数展开，本文中我们着重考虑辐射电磁干扰性能。在同步降压转换器中，引起电磁干扰的主要开关波形是由Q1和Q2产生的，也就是每个场效应管在其各自导通周期内从漏极到源极的电流di/dt。图2所示的电流波形(Q和Q2on)不是很规则的梯形，但是我们的操作自由度也就更大，因为导体电流的过渡相对较慢，所以可以应用Henry Ott经典著作《电子系统中的噪声降低技术》中的公式1。我们发现，对于一个类似的波形，其上升和下降时间会直接影响谐波振幅或傅里叶系数(In)。

图2.Q1和Q2的波形

In=2IdSin(nπd)/nπd ×Sin(nπtr/T)/nπtr/T (1)

其中，n是谐波级次，T是周期，I是波形的峰值电流强度，d是占空比，而tr是tr或tf的小值。

在实际应用中，极有可能会同时遇到奇次和偶次谐波发射。如果只产生奇次谐波，那么波形的占空比为50%。而实际情况中极少有这样的占空比精度。

SIEMENS 驱动器 6SE7016-OTP50

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