LED驱动电源的干扰途径包括传导干扰与辐射干扰两大类。
1.传导干扰
传导是LED驱动电源中重要的干扰途径。传导干扰根据干扰电流的流动路径可分为差模干扰和共模干扰,如图4-12所示,图中,IDM为差模电流,ICM为共模电流。差模干扰存在于电源线之间或者信号线之间;共模干扰存在于电源线与地线之间或者信号线与地线之间。
图4-12 LED驱动电源的差模、共模电流路径
差模干扰主要是由驱动电源中的功率器件在开关工作过程中产生的脉动电流引起的,产生较大的电流变化率,并且由于输入、输出导线上有分布电感和分布电容,高频浪涌电流经过时产生了高频衰减振荡,对驱动电源的输入、输出端形成了差模干扰[5]。在电源线中,差模干扰是需要特别重视的问题,因为连接到电网上的其他用电设备在电源通断时会产生差模干扰,造成设备间互相干扰。
共模干扰一般由外界电磁场在电源线中感应出来,或者由电源线两端电路所接的地电位不同所致。共模干扰产生的机理:驱动电源中较高的dU/dt通过电路中的寄生参数相互作用产生了高频振荡,又通过驱动电源与大地(外壳地)之间存在的分布电容流入大地,再与电源线形成回路,产生共模干扰[6]。
驱动电源在工作时,共模干扰与差模干扰都会产生,可以同时存在于一对导线中。不过导线上的干扰主要以共模干扰为主。共模干扰本身不会对电路产生影响,但如果线路的阻抗不平衡,共模干扰就会转化成差模干扰,从而影响电路。从受干扰的角度来看,差模干扰比共模干扰危害大;从干扰发射的角度来看,共模干扰比差模干扰危害更大。
共模干扰与差模干扰的频率分布如图4-13所示,一般来讲,频率为0.01~0.1MHz时,以差模干扰为主;频率为0.1~1MHz时差模干扰与共模干扰都存在;频率为1~30MHz时,以共模干扰为主。(www.daowen.com)
图4-13 共模干扰与差模干扰的频率分布
2.辐射干扰
辐射干扰就是将电磁能量以电磁场的形式向四周传播。辐射干扰又可以分为近场干扰和远场干扰。近场干扰是指测量点到场源的距离小于l/6的区域,远场干扰则是测量点到场源的距离大于l/6的区域,其中l是指干扰电磁波的波长。在近场当中,场的特性主要由场源的特性决定,在远场当中,场的特性主要由传播过程中的介质决定。
一个电路在工作时,电流从供电电源流出,经过导线到达负载,再流经导线回到供电电源,从而形成了一个闭合的回路。电流在这个闭合回路中流动时,就产生了磁场。伴随磁场产生的同时,也会产生一个辐射的电场。通过磁场与电场的交互作用,就形成了电磁辐射,将能量向空间传播。
电流环路如图4-14所示。当驱动电源工作时,开关管Q、电感L、输入电容C0和输出电容C1形成电流环路1,电感L、输出电容C1和二极管VD4形成电流环路2。由于驱动电源中的功率器件在导通和关断时会产生高频振荡,在这个高频振荡电流流经电流环路1和电流环路2时,就会对空间形成电磁辐射。
图4-14 电流环路
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