电磁环境下的直流电源研究
摘要：科技的飞速发展，使得电源设备得到了非常广泛的应用。我们的生活也随之发生了翻天覆地的变化。生活中所有的电子、电气设备都离不开电源，其质量和性能的好坏直接影响着我们的生活质量。电源可以简单的分为交流电源和直流电源两种，其中直流电源为各种电子设备的能量来源，尤其是智能硬件不可缺少，其发展前景是非常好的。发展到今天，电源技术已趋于成熟，随着人们对电源各方面要求的提高，现在的电源已经是有较强功能的集成模块，不再是以前那个简单的电子线路了。不过，科技的发展各种电气化设备的普及，电子设备间的相互干扰给电源技术带来了新的挑战电磁干扰。直流电源将市电220V/50Hz电压通过变压器降到需要的交流电压，再经过整流变成脉动的直流电，最后通过滤波器和稳压器变成直流电压。
关键词：变压；整流；滤波；稳压；电磁干扰
Abstract： The rapid development of science and technology， the power equipment has been widely used. Our life has also undergone changes in turn the world upside down. All electronic and electrical equipment in life are inseparable from the power supply， its quality and performance directly affects the quality of our life. The power supply can be simply divided into two kinds of AC power supply and DC power supply， the DC power supply for electronic equipment， energy sources， especially the intelligent hardware is indispensable， its development prospects are very good. Until today， the power technology has become mature， with people of all aspects of the power requirements increase， the power supply is now integrated module have strong function， is no longer the simple electronic circuit. However， the development of science and technology popularization of a variety of electrical equipment， the mutual interference between electronic devices has brought new challenges to the electromagnetic interference of power supply technology. DC power electric 220V/50Hz voltage to AC voltage required by the transformer， then rectified into direct current ripple， and finally through the filter into the DC voltage regulator.
Key words： transformer； rectifier； filter； voltage； electromagnetic interference
如今人们的生活已经离不开电源，电源已经渗入到社会生活的方方面面，电源技术有着越来越重要的地位。220V/50Hz交流电源是生活中最常见的，多数的家用电器都是由它提供能量。直流电源通常应用在小型电子设备和智能电子设备上，例如手机、收音机、电脑等等。随着电器的智能化，生活的智能化，相对于交流电源直流电源将扮演者更重要的角色，其发展前景也将更好。智能化的深入发展对电源的质量和性能都有着更高的要求，下文将对直流电源的抗干扰性能做深入分析。
1 直流电源的基本原理
直流电源是给电路提供稳定电流的装置，直流电源一般是是由变压器，整流器，滤波器和稳压器四部分组成，将220V/50Hz的交流电变成稳定的直流电。本文中电源系统的抗干扰优化主要从滤波器入手。
2）整流器：整流器是将交流电变成直流电的装置。其主要是利用二极管的单向导电性设计电路把50Hz的正弦交流电转化成脉动的直流电。此时的直流电压不稳定还含有较大的纹波，再将其输送到滤波器中处理。单相半波整流与单相桥式整流是两种常用的整流方法。
3）滤波器：滤除输入电压中大部分的交流成分和较大的纹波，从而得到比较平滑的直流电压。滤波电路主要由电抗性元件（电容、电感）组成。
4）稳压器：电源工作时由于负载的变化和交流电网电压的变化会使得电源的输出电压发生变化，所以需要加入稳压器使电源在工作时能输出稳定的直流电压。
基本原理框图和波形变换如下：
2 电磁环境下的抗干扰分析
直流电源作为电子设备中不可缺少的组成部分，其质量的好坏和性能的可靠性对电子设备的正常工作起着非常重要的作用。如今的电子设备越来越精密、复杂，集成度也越来越高，电子系统的高灵敏度对供电电源系统的性能和质量的要求都非常高。这就要求直流电源的滤波电路能够有效的滤除电路中多余的交流成分和较大的纹波，从而得到比较平滑稳定的直流电压。下文主要针对滤波电路进行分析。 2.1 滤波电路的基本概念
滤波器是能根据需要保留有用频率信号同时滤除无用频率信号的设备。实际应用中常用来作传输数据、干扰抑制和处理信号等。本文主要对它的干扰抑制功能进行分析。通常滤波电路可分为有源滤波电路和无源滤波电路两种，无源滤波电路主要由电容、电感和电阻组成，电路设计比较简单易于实现，所以应用也很广泛。有源滤波电路因为集成运放的迅速发展，让它相对于无源滤波电路有着重量和体积上的优势。直流电源的干扰因素主要来源于电网电压在整流后遗留下的交流分量和纹波。直流电源的滤波电路也主要是抑制这部分交流分量和纹波，从而得到符合要求的直流电压。
2.2 滤波电路的分类
滤波电路通常分为无源滤波电路和有源滤波电路两大类。无源滤波电路仅由无源元件电阻器，电容器，电感器组成。无源滤波器又包括电容、电感滤波器和双重滤波器（包括倒L，LC滤波器，LC型滤波器和RC滤波器等）。有源滤波器电路由无源元件和有源元件（双极，单极管筒，集成运算放大器）等组成。无源滤波器电路的结构简单，便于设计，但其通带截止频率和放大倍数会受负载的变化影响，不适合于要求高的信号处理的情况。一般情况下直流电源滤波采用的是无源滤波电路。有源滤波电路常用于信号处理要求高的电子设备中，这是因为其滤波特性不受负载的影响。有源滤波器电路由RC网络和集成运算放大器构成，它必须在直流电源，适宜的条件下使用的，并且还可以扩大电压等。但电路的组成和设计也更加复杂。这也导致它是不适合于高电压和高电流的应用中，只有适合于处理信号。
根据过滤器显示幅频特性的电压放大倍数可以精确地描述电路的特点是低通，高通，带通和带阻滤波器，所以如果你能进行定性分析，可以确定滤波器的类型。
2.3 滤波电路抑制干扰的基本原理
滤波电路用于在整流的输出电压滤除纹波，通常是通过电抗元件，如负载电阻并联电容器C，或L串联电感器和负载，以及电容，各种复合滤波电路和电感。
过滤是信号处理的一个重要概念。经典概念的滤波，根据工程分析，提出了傅立叶级数的概念变换。根据高等数学理论，满足特定的条件的信号，可以看作是由无限叠加的正弦波。换句话说，工程信号是不同频率的正弦波叠加成不同频率的正弦波信号，这就是所谓的信号或谐波分量的频率分量。仅通过正常允许在一定频率范围内的信号分量，并防止电路的另一部分频率分量通过，称为经典滤波器。
3 结束语
本文主要对在电磁环境下直流电源的抗干扰性能进行分析和研究。首先论述了电源技术的发展过程和未来其可能的发展方向以及今天电源技术对于人们生活的重要性，它与人们的生活息息相关，人类已经离不开它了。进而简单阐述了直流电源的基本构成和原理。然而，随着科技的发展，社会的进步，人类对于电源的质量和性能的要求也越来越高。因此，电源技术的抗干扰性能变得更加重要。文章中对于电源滤波电路的分析为电源技术的抗干扰研究提出了一些建议。电源技术的发展将推动整个电子产业进步，也为人们的生活带来更多的便利。
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