現(xiàn)代電力電子變換技術(shù),對電能有著靈活多變的變換形式。不論是何種形式的變換,為了追求良好的電源裝置整機效率、小型化,裝置中的功率半導體器件通常工作在開關(guān)狀態(tài),而且開關(guān)頻率還比較高。由功率半導體器件的開通和關(guān)斷形成的電壓、電流波形,其前后沿具有較高的變化率。同時還有電路寄生參數(shù)的響應,其上會附有強度較大的電壓、電流毛刺。這些電壓脈沖序列和電流脈沖序列,既是傳遞的能源,又是干擾源(
信號發(fā)生器),會形成不同類型的電磁干擾。可以說只要用電的地方,就需要有電源。電源大量、廣泛的應用于工業(yè)、國防、商業(yè)、醫(yī)療、家庭中。它們帶來的電磁干擾問題,越來越引起人們的廣泛關(guān)注。電源裝置仍在不斷向著高開關(guān)頻率、高效率、高功率密度的技術(shù)方向發(fā)展,電磁兼容技術(shù)也會隨之向前發(fā)展。以下
泰思特小編以電源裝置中常見的幾種功率半導體器件,分析產(chǎn)生電磁干擾的機理。
一、功率半導體二極管的電磁噪聲
二極管其實也是一個開關(guān)器件,不同于其他三端可控器件的是,二極管沒有控制端,其導通和截止完全取決于在電路中所處的狀態(tài),正偏時導通短路,反偏時截止開路。由于是非理想的,二極管開關(guān)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換并非瞬間完成,這個過程快慢所表現(xiàn)出來的伏安特性,是產(chǎn)生電磁噪聲的直接原因。對功率半導體二極管產(chǎn)生電磁噪聲的機理往往不引起人們的注意。
二、大功率可控開關(guān)器件產(chǎn)生的電磁噪聲
大功率可控器件和功率二極管一樣,它們在運用時均工作在開關(guān)狀態(tài),本質(zhì)上都是一個開關(guān),因此它們在開關(guān)過程中都會產(chǎn)生瞬態(tài)的電壓和電流浪涌,并通過分布參數(shù)形成寬帶的電磁干擾。
綜上所述,不論是大功率二極管,還是大功率半導體開關(guān),電源裝置為了獲得良好的效率和高功率密度,這些器件都是工作在高頻率的開關(guān)狀態(tài)。瞬態(tài)的電壓、電流尖峰就形成了頻帶很寬、幅度很強的電磁噪聲(泰思特相關(guān)測試設(shè)備:
瞬變脈沖干擾模擬器、尖峰電壓信號模擬器、
沖擊電流測試系統(tǒng)等)。它不僅影響電源裝置本身的電磁兼容性,而且還會影響到在同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的工作安全。