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UPS系统噪声控制与滤波器设计.docx
资料介绍
UPS系统噪声控制与滤波器设计
引言
UPS系统在运行过程中产生多种噪声，包括电气噪声（电磁干扰EMI，影响周边电子设备的正常运行）和声学噪声（风扇运行噪音和变压器振动噪音，影响人员的工作环境和舒适度）。随着数据中心和通信基站的噪音标准日趋严格，UPS的噪声控制已成为产品设计的重要考量因素。电气噪声的控制通过EMC滤波器和屏蔽设计实现，声学噪声的控制通过风扇优化、风道设计和隔振措施实现。本文从UPS噪声的来源分析出发，系统阐述电气噪声和声学噪声的控制技术和滤波器设计方法。
噪声来源分析
电气噪声源
UPS的电气噪声主要来自：功率开关管的开关过程，IGBT的电压跳变速率dv/dt可达5~10V/ns，电流跳变速率di/dt可达1~5A/ns，产生丰富的谐波分量，频率范围从开关频率延伸到数百MHz。PWM脉冲序列的基波频率为16~100kHz，谐波延伸至数十MHz。整流二极管的换向过程产生反向恢复电流，引起高频振荡，频率范围1~10MHz。变压器和电感的漏磁场在空间产生低频磁场辐射，频率范围50Hz~100kHz。
声学噪声源
UPS的声学噪声主要来自：散热风扇，风扇的噪音来自空气动力噪声（风声）和机械噪声（轴承摩擦），风扇转速越高，噪音越大，UPS的风扇噪音通常为50~75dB(A)。变压器和电感的振动，磁性元件在交变磁场中产生磁致伸缩效应，引起铁芯振动，产生低频噪声（50Hz~1kHz），频率为基波频率的2倍（100Hz或120Hz）。功率器件的振动，IGBT模块在开关过程中产生电磁力，引起模块振动，产生高频噪声。
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