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基于CPCI结构变频器的电源设计

2014/9/4    来源:万方数据    作者:李慧  韩周安  刘丹      
关键字:电磁干扰  开关电源  CPCI  变频器  
基于CPCI结构变频器若直接采用CPCI机箱内部的开关电源,存在较为严重的电磁干扰,为了消除此电磁干扰,文中通过分析基于CPCI结构变频器的电磁干扰源及切断干扰源的方法,设计了一种电源处理方式,通过实际电路的杂散指标测试,得出该处理方式可以有效地隔离数字电路与模拟电路间的电磁干扰,降低开关电源对变频器的干扰及其输出纹波。此外,本设计可以为其他接收机电源设计提供参考。

    CompactPCI简称CPCI总线,是“PCI总线工业计算机制造商组织”推出的一种工业计算机总线标准,它由PC机上的通用总线PCI发展而来,既有PCI总线的高带宽高性能,即插即用,价格低廉等诸多优点,又有无源背板总线VME总线的可靠性。CPCI变频器属于微型化通信设备,其基础原理和技术仍然属于传统微波变频器技术,在工程上具有耐用性、抗震性、通风性、便携性等优势。

    电源是CPCI变频器必不可缺少的组成部分,其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。CPCI一般采用机箱内部开关电源,开关电源存在电磁干扰和杂波、开关噪声和纹波系数大等缺点。基于CPCI的变频器要满足国军标GJB151A电磁兼容性的要求,电源模块的设计是非常重要的。

1CPCI变频器的电源设计

    系统电源较复杂,有多种不同的电源电压值,其中5V和12V由CPCI机箱中的开关电源提供,计算机主板采用5V开关电源,若变频器也直接采用5V,则计算机主板对变频的电磁干扰很大,本系统考虑采用12V,隔离计算机干扰。此外,开关电源纹波系数大,纹波会影响本振的频谱纯度,直接影响变频器的性能。因此,减小输出纹波也是设计的关键。

    基于CPCI的变频器组成框图如图1所示,其中,PCI9054是一种性能较高的PCI桥路芯片,完成CPCI总线到LOCAL总线的桥接,并在它们之间传递数据和信息,FPGA(EP1C6Q240C8)接收到LOCALBUS的信号后,转化为SPI信号发送给单片机(ATMAGE48PA-AU),使单片机控制本振和衰减器HMC472LP4。

基于CPCI的变频器组成框图

图1基于CPCI的变频器组成框图

    系统电源配置如表1所示,系统既有数字电路也有模拟电路,其中表1中的PCI9054、FPGA及单片机属于数字电路,而本振和变频模块属于模拟电路部分。数字电路产生的噪声会对模拟电路造成电磁干扰,因此,有效降低电磁干扰是电源设计部分的关键。

表1电源配置表

电源配置表

责任编辑:陈浩
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