专利名称：一种非隔离式开关电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电磁干扰解决技术，尤其涉及降低非隔离式开关电源电磁干扰。
背景技术：
非隔离式开关电源由于效率高、体积小、重量轻常被用于电子设备的单元板内做DC/DC变换之用。然而由于开关调制信号频率高和边沿陡，使开关电源产生严重的电磁干扰EMI(Electromagnetic Interference)，即在开关电源输出端直流电压上叠加了一串频率很高的尖脉冲(频率通常在10MHz-100MHz)，使应用这种开关电源的电子设备的电磁兼容性受到严重影响。目前，非隔离式开关电源通常在输出端采用π型或共模电感和电容组成滤波器来减小这种电磁干扰，这种方法是一种被动的方法，它不能从产生电磁干扰源的根本上解决问题，而且还要增加开关电源的体积和成本。
现叙述非隔离式开关电源的原理和产生电磁干扰源的机制图1是一种非隔离式开关电源的电路图，该图是用一块芯片(图中虚线框内)及外围电路组成的开关电源。该开关电源也可以由分立元件构成。利用一种带功率输出场效应管的单片脉宽调制(PWM)电路(RT34063)外接少量元器件组成的开关电源电路，输出端接有续流二极管VD1和储能电感L1。芯片内部有振荡器(OSC频率约为100KHZ)和电压比较器(COMP)以及RS触发器组成一个脉冲占空比可调的驱动电路，并控制Q1、Q2功率场效应管组成的达林顿高电路的输出电压。其工作过程是刚上电时，内部振荡器可先使RS触发器复位，Q1、Q2功率场效应管处于关闭状态。此时电压比较器输入端(5脚)电压低于内部基准1.25V，其输出为高电位使RS触发器Q端输出也为高，此时Q1、Q2功率场效应管处于导通状态对负载输出电流，该电流持续一定时间后，内部振荡器又使RS触发器复位，Q1、Q2功率场效应管处于关闭状态。如此的过程反复将输入的直流电压进行的开关调制后输出具有一定占空比的矩型波，由储能电感和肖特基续流二极管平滑后得到所需要的直流电压。该芯片应用很广，同型号的还有MC34063(另一公司产品)用法完全相同。
这类开关电源的电磁干扰主要来自内部电路中的二个部分1，脉宽调制(PWM)的功率开关场效应管；2，续流、整流的肖特基(Schottky)二极管。
开关电源产生电磁干扰源的理论根据1.由于开关电源的工作在非线性的开关状态，它对输入的直流电压进行PWM变换后形成一种周期性的矩形波。
根据富氏变换，矩形波脉冲电信号其能量被分布在从直流开始到无数多的谐波里。设连续信号为f(x)f(x)=A0+Σn=1∞(ancosnωt+bnsinnωt)]]>式中A0是直流分量，∑以后是基波和各次谐波的分量。
2.在非隔离式开关电源中，通常用储能电感和肖特基二极管续流来平滑输出电压，因此，二极管内部的非线性电流(Imsinωt)＝f(x)用泰勒级数展开后也含有丰富的谐波和频率组合，在专业上称非线性频率失真则有，f(x)＝a0+a1x+a2x2+a3x3+…anxn+…从展开式中可以看出开关电源开关频率的各次谐波是电磁干扰源。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是通过一种新的方式解决隔离式开关电源的电源电磁干扰的问题，为开关电源满足辐射发射和传导发射(简称EMI)电磁兼容性要求提供了一种低电磁干扰的非隔离式开关电源。
本实用新型采用的技术方案为现有技术中的开关电源是在带功率输出管的单片脉宽调制电路及其外围电路组成的开关电源的输出端接有续流二极管VD1和储能电感L1。其中的芯片也可以用分立元件构成。本实用新型就是在此基础上，在所述续流二级管上串联一个磁珠。当磁珠被高频电磁场激化时吸收能量。
所述磁珠可以选用贴片磁珠。
本实用新型根据磁性材料能吸收电磁场的原理利用磁珠直接吸收电磁干扰源的能量使之转变为热能量。使用磁珠对于减小开关电源的开关信号引起的电磁干扰辐射有明显效果。这种开关电源能顺利通过B级的EMI测试并对于运用这种开关电源的电子设备和系统的电磁兼容性也会有改善。并简化和降低了开关电源在EMI的解决方案的设计和制造难度，节省了开关电源的制造成本。
图1为现有技术的非隔离式开关电源电路图；图2为本实用新型的非隔离式开关电源电路图。
具体实施方式
图1为现有技术中的非隔离式开关电源的电路图，其工作原理已在背景技术部分详细描述，这里不再描述。图中的虚框部分为芯片，该部分也可以用分离元件构成。
图2是本实用新型的非隔离式开关电源的电路图。与图1的区别在于，在续流二级管上串接磁珠一个磁珠Z1。
实验检测表明，在未串磁珠吸收回路所测试的RE曲线中，可以看到在30MHz到60MHz频段RE都很高，且有部分频段超标。而在串接磁珠吸收回路所测试的RE曲线中，在30MHz到200MHz频段RE都很低，且有5-10dB余量，在30MHz到100MHz频段RE均在B级限值以下。
磁珠可以选用贴片磁珠。选择贴片磁珠时注意额定电流匹配和谐振(吸收频段)阻抗。对于背景技术所述来自各电路的电磁干扰，现有技术措施是增加差模和共模电感，而本方法是采用磁珠直接串接入肖特基二极管的方法，对降低开关电源的EMI取的了令人惊奇的效果。通常可降低100MHz以下的电磁干扰能量5dB-10dB。该方法从原理上讲可用于所有非隔离式开关电源中，可节省差模和共模电感，并使开关电源的电磁干扰得到根本性解决方案、使非隔离式开关电源的技术进一步成熟，使非隔离式开关电源的得到更广泛地应用，它所产生的经济效益是可观的。
权利要求1.一种非隔离式开关电源，在带功率输出管的单片脉宽调制电路及其外围电路组成的开关电源的输出端接一个续流二极管和储能电感，其特征在于，在所述续流二级管上串联一个磁珠。
2.权利要求1所述的非隔离式开关电源，其特征在于，所述磁珠选用贴片磁珠。
3.一种非隔离式开关电源，由振荡器、电压比较器以及RS触发器组成一个脉冲占空比可调的驱动电路，该驱动电路控制由功率管组成的达林顿电路的输出电压，在所述功率管的输出端接一个续流二极管和储能电感，其特征在于，在所述续流二级管上串联一个磁珠。
4.权利要求3所述的非隔离式开关电源，其特征在于，所述磁珠选用贴片磁珠。
专利摘要一种非隔离式开关电源，在带功率输出管的单片脉宽调制电路及其外围电路组成的开关电源的输出端接有续流二极管VD1和储能电感L1，在所述续流二级管上串联一个磁珠，当磁珠被高频电磁场激化时吸收能量。本实用新型根据磁性材料能吸收电磁场的原理利用磁珠直接吸收电磁干扰源的能量使之转变为热能量。使用磁珠对于减小开关电源的开关信号引起的电磁干扰辐射有明显效果。这种开关电源能顺利通过B级的EMI测试并对于运用这种开关电源的电子设备和系统的电磁兼容性也会有改善。并简化和降低了开关电源在EMI的解决方案的设计和制造难度，节省了开关电源的制造成本。
文档编号H02M3/04GK2852515SQ20052006204
公开日2006年12月27日 申请日期2005年7月22日 优先权日2005年7月22日
发明者吴耀庭, 彭乐龙 申请人:中兴通讯股份有限公司