单片开关电源瞬态干扰及音频噪声抑制技术
开关电源电磁干扰(EMI)抑制措施总结
摘要：开关电源的电磁干扰对电子设备的性能影响很大，因此，各种标准对抑制电源设备电磁干扰的要求已越来越高。
对开关电源中电磁干扰的产生机理做了简要的描述，着重总结了几种近年提出的新的抑制电磁干扰的方法，并对其原理、应用做了简单介绍。
1 引言随着电子设备的大量应用，电源在这些设备中的地位越来越重要，而开关变换器由于体积小、重量轻、效率高等特点，在电源中占的比重越来越大。
开关电源大多工作在高频情况下，在开关器件的开关过程中，寄生元件（如寄生电容、寄生电感等）中能量的高频变化产生了大量的电磁干扰（ ElectromagneticInterference ， EMI ）。
EMI 信号占有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经过在电路、空间中的传导和辐射，污染了周围的电磁环境，影响了与其它电子设备的电磁兼容（ ElectromagneticCompatibility ）性。
随着近年来各国对电子设备的电磁干扰和电磁兼容性能要求的不断提高，对电磁干扰以及新的抑制方法的研究已成为开关电源研究中的热点。
本文对电磁干扰产生、传播的机理进行了简要的介绍，重点总结了几种近年来提出的抑制开关电源电磁干扰产生及传播的新方法。
2 电磁干扰的产生和传播方式开关电源中的电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰两种。
通常传导干扰比较好分析，可以将电路理论和数学知识结合起来，对电磁干扰中各种元器件的特性进行研究；但对辐射干扰而言，由于电路中存在不同干扰源的综合作用，又涉及到电磁场理论，分析起来比较困难。
下面将对这两种干扰的机理作一简要的介绍。
2.1传导干扰的产生和传播传导干扰可分为共模（ CommonMode CM ）干扰和差模（ DifferentialMode DM ）干扰。
由于寄生参数的存在以及开关电源中开关器件的高频开通与关断，使得开关电源在其输入端（即交流电网侧）产生较大的共模干扰和差模干扰。
2.1.1 共模（ CM ）干扰变换器工作在高频情况时，由于 dv/dt 很高，激发变压器线圈间、以及开关管与散热片间的寄生电容，从而产生了共模干扰。
抑制开关电源电磁干扰的措施
抑制开关电源电磁干扰的措施开关电源存在着共模干扰和差模干扰两种电磁干扰形式。
根据上篇分析的电磁干扰源，结合它们的耦合途径，可以从EMI 滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来抑制干扰，把电磁干扰衰减到允许限度之内。
1.交流输入EMI 滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法，在电源输入端接上滤波器可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。
电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。
电源进线端通常采用如图1 所示的EMI 滤波器电路。
该电路可以有效地抑制交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。
在电路中，跨接在电源两端的差模电容Cx1、Cx2 （亦称X 电容）用于滤除差模干扰信号，一般采用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器，电容值通常取0.1~ 0. 47F。
而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2 （亦称Y 电容）则用来短路共模噪声电流，取值范围通常为C1=C2 # 2200 pF。
抑制电感L1、L2 通常取100~ 130H，共模扼流圈L 是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成，通常要求其电感量L#15~ 25 mH。
当负载电流渡过共模扼流圈时，串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上线圈所产生的磁力线方向相反，它们在磁芯中相互抵消。
因此，即使在大负载电流的情况下，磁芯也不会饱和。
而对于共模干扰电流，两个线圈产生的磁场是同方向的，会呈现较大电感，从而起到衰减共模干扰信号的作用。
2.利用吸收电路开关电源产生EMI 的主要原因是电压和电流的急剧变化，因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率（ du/ dt 和di/ dt ）。
采取吸收电路能够抑制EMI，其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路，吸收积蓄在寄生分布参数中的能量，从而抑制干扰的发生。
可以在开关管两端并联如图2（ a）所示的RC 吸收电路，开关管或二极管在开通和关断过程中，管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压，可以通过缓冲的方法予以克服。
开关电源音频噪声抑制技术
开关电源音频噪声抑制技术作者：林森电子和磁性元件的振荡频率在人耳听觉范围内时，会产生能听见的信号。
这种现象在电力变换研究初期已为人知。
以50和60Ｈz工频工作的变压器常常产生讨厌的交流噪声。
如果负载以音频元件调制，以恒定超声频率工作的开关功率转换器也会产生音频噪声。
低功率电平时，音频信号通常与转换器无关。
但是，设计人员可能希望降低其电路的声波发射。
低功率AC-DC转换器中，将50或60Ｈz变压器的铁心薄片焊接在一起，能使交流噪声降至容许的水平。
高频开关转换器中的铁氧体变压器也采用了类似的技木。
过去常用高级音频工程设备来研究开关电源的声波辐射。
这种装置可以非常精确地测量绝对声压级和声谱，但人类对声音的感觉是很主观的。
很难说多大的声音是能听到的，更难以确定的是在特定应用中多大的声音会被认为是难以忍受的噪声。
声波辐射与电磁辐射相似，但没有用于衡量听觉容忍度的通用基准。
因此，设计者可以依据以下方针来处理与音频噪声相关的问题，减少产品的声音辐射。
电容噪声所有的绝缘材料在电场的压力下均会变形，这种电致伸缩效应与电场强度的平方成正比。
有些绝缘介质还呈现压电效应，即与电场强度成正比的线性位移。
压电效应通常是电容产生噪声的主要途径。
廉价的小陶瓷电容中的非线性绝缘材料通常含有大比例的钛酸钡，在正常工作温度下产生压电效应。
困而，这些元件会比线性绝缘成份的电容产生更多的噪声。
开关电源中，电压偏移最大的箱位电路中的电容最有可能产生音频噪声。
要确定陶瓷电容是否主要噪声源，可以用不同绝缘体的电容来替换。
薄膜电容是性价比不错的替代品。
但应注意替换品是否能经受得住反复的尖峰电流和电压应力。
另一种具有价格竞争力的选择是用齐纳箝位电路来替代ＲＣＤ箝位电路。
齐纳箝位的价格已与ＲＣＤ箝位的相当，但占用的空间小得多而效率更高。
变压器噪声在大多数反激式转换器应用中，变压器是主要的音频噪声源。
试验板上第一个变压器原型产生的噪声往往令人吃惊。
采用众所周知的恰当的结构技巧将基本上消除噪声而不增加额外的费用。
开关电源的噪音抑制
开关电源的噪音抑制
开关电源的噪音抑制当今开关电源大量的在各个领域应用，开关电源以效率高、体积小、重量轻等优点被人们称道，但是开关电源产生的噪音也渐渐被大家所重视。
由于噪音对电网的污染导致许多设备工作异常、甚至无法工作，所以对其噪音的抑制已经被逐渐关注，以致被提到一个很高的高度。
本文就开关电源产生噪音的种类、噪音产生的方式、传递噪音的主要因素、噪音抑制的对策等进行了分析并提出相应的解决方法。
1 噪音的种类 3 传递噪音的主要因素传递噪音主要有以下四个方式：实际电子设备的噪音是通过上述几个方面产生的，要解决它不是一件容易的事情。
电子设备的噪音抑制方法和对策是通过试验和分析查明产生噪音的原因，然后再逐个加以解决。
电子设备的噪音抑制方法和对策包括抑制噪音源的对策和切断噪音传播途径两个方面。
开关电源的抑制噪音的对策也是这样的。
4 开关电源的噪音对策（1）降低电压性噪音源为了防止共模噪音，如图4所示，可设置屏蔽来阻止这种高频电流的泄漏。
即在变压器T1的初级装有屏蔽层，并连接至初级侧的静电位；开关管V1外壳亦连接到初级侧的静电位。
TI的次级装有屏蔽层，也连接到次级侧的静电
位。
这样使高频电位基本上为0V，共模噪音源的干扰幅度可以被大幅度减小。
（2）降低电流性噪音（3）滤波器电路的构成 5 结束语以上对开关电源产生噪音的主要原因进行了分析，并对抑制噪音的措施进行研究。
但是对开关电源来说，对其产生的噪音并不能完全消除，只能随着科学技术的进步逐渐降低减小开关电源的噪音。
单片开关电源瞬态干扰抑制技术
单片开关电源瞬态干扰抑制技术为确保单片开关电源正常工作，必须在电路设计和制造工艺上采取相应措施，有效地抑制瞬态干扰及音频噪声，为此阐述其抑制方法与改进电路。
关键词：单片开关电源瞬态干扰音频噪声抑制电磁兼容性１抑制瞬态干扰瞬态干扰会造成单片开关电源输出电压的波动；当瞬态电压叠加在整流滤波后的直流输入电压ＶＩ上，使ＶＩ超过内部功率开关管的漏－源击穿电压Ｖ（ＢＲ）ＤＳ时，还会损坏ＴＯＰＳｗｉｔｃｈ芯片，因此必须采用抑制措施。
阐述抑制瞬态干扰的方法。
其改进电路如图２所示，主要做了以下改进：①将交流两线输入方式改成三线输入方式，Ｇ端接通大地；②采用两级电磁干扰（ＥＭＩ）滤波器，为避免两个ＥＭＩ滤波器在产生谐振时的干扰信号互相叠加，应使Ｌ２（Ｌ３）≤１０ｍＨ，Ｌ３≥２Ｌ２；③增加Ｃ９和Ｌ４，并将Ｃ８换成０．１μF 普通电容器。
C7～C9 为安全电容，分别与高频变压器的引出端相连。
其中，C7 接初级直流高压的返回端，C8 接次级返回端，C9 接初级直流高压端。
它们的共端则经过滤波电感L4 接通大。
L4 用铁氧体磁环绕制而成。
设计负印制板时，连接C7～C9 的各条印制导线应短而宽。
采用上述连接方式可保证瞬态电流被C7～C9 旁路掉，而不进入TOP202Y 中。
此外，反馈绕组接地端和C4 的引出端，各经一条单独导线接TOP202Y 的对应管脚。
旁路电容C5 直接跨在控制端与源极上，以减小控制端上的噪声电压。
④增加电阻R6，其阻值范围在270～620Ω，它与光耦合器发射极相串联。
当控制环路失控时，R6 能限制峰值电流，使之小于芯片中关断触发器的关断电流。
２抑制音频噪声tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
5招搞定!抑制纹波、减小高频噪声超简单
5招搞定!抑制纹波、减小高频噪声超简单
5 招搞定！抑制纹波、减小高频噪声超简单
开关电源的纹波和噪声是一个本质问题，换而言之无论纹波和噪声多幺小，也无法从根本上去除，再绝对的讲，开关电源无论成本怎幺提高，也无法完全达到线性电源的性能和特点。
那幺，通常抑制或减少它的做法有五种：
1.加大电感和输出电容滤波
根据开关电源的公式，电感内电流波动大小和电感值成反比，输出纹波和输出电容值成反比。
所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。
同样，输出纹波与输出电容的关系：vripple=Imax/(Co×f)。
可以看出，加大输出电容值可以减小纹波。
通常的做法，对于输出电容，使用铝电解电容以达到大容量的目的。
但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好，而且ESR 也比较大，所以会在它旁边并联一个陶瓷电容，来弥补铝电解电容的不足。
同时，开关电源工作时，输入端的电压Vin 不变，但是电流是随开关变化的。
这时输入电源不会很好地提供电流，通常在靠近电流输入端(以BucK 型为例，是SWITcH 附近)，并联电容来提供电流。
上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。
因为体积限制，电感不会做的很大；输出电容增加到一定程度，对减小纹波就没有明显的效果了；增加开关频率，又会增加开关损失。
所以在要求比较严格时，这种方法并不是很好。
关于开关电源的原理等，可以参考各类开关电源设计手册。
2.二级滤波，就是再加一级LC 滤波器
LC 滤波器对噪纹波的抑制作用比较明显，根据要除去的纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路，一般能够很好的减小纹波。
电源电路噪声干扰及其抑制方法研究
电源电路噪声干扰及其抑制方法研究在现代电子产品中，电源电路的设计和优化对整个系统的性能和功能都有着至关重要的影响。
而电源电路噪声干扰问题是经常遇到的问题之一，如果不加以有效控制，则会对电子系统的可靠性和稳定性产生严重的影响。
一、电源电路噪声干扰的来源和特点电源电路噪声干扰主要来源于电源变换器的开关动作和控制电路中的运放放大器等元器件的非线性特性。
特别是在高频电子系统中，电源变换器的开关频率常常达到上百千兆赫，对系统的干扰非常严重。
此外，电源电路的封装布局和线路设计也会对噪声干扰产生一定的影响。
噪声干扰的特点是它是随机的、不可预测的，可能会给系统带来无法控制的不稳定性。
噪声干扰的频率分布特点类似于白噪声，具有广带特性，从几十赫兹到数百兆赫都有可能存在。
二、电源电路噪声干扰的影响电源电路噪声干扰对电子系统的影响是多方面的。
首先，它会引起各种信号间的相互干扰，导致系统模拟性能降低，抗干扰能力下降；其次，在数字系统中，噪声干扰会使数据传输产生误码，降低系统可靠性和性能；而对于模拟系统来说，噪声干扰也会使系统的信噪比变差，影响到系统的精度和稳定性等方面。
在实际应用中，如果电源电路的噪声干扰得不到有效控制，将会增加系统故障率、加大维护难度，甚至使整个系统无法工作。
因此，对电源电路噪声干扰的抑制是十分必要的。
三、电源电路噪声干扰抑制方法1、布线优化在电源电路的布线中，应当采用对称布线、环形布线等方式，以降低电磁干扰。
此外，在线路上应当预留地线和屏蔽线，并采用屏蔽布线等措施，有效地抑制噪声干扰。
2、滤波器设计在电源电路中，应当增加有效的滤波电容、电感等元器件，以滤除高频噪声干扰。
此外，可以借助滤波器优化电源的输出波形，并实现与负载之间的匹配，降低电源内部噪声的传递。
3、运放放大器选择和设计在控制电路中，应当采用低噪声运算放大器，降低非线性特性和噪声干扰引起的误差。
此外，可以采用场效应管、双极性晶体管等器件，以减小晶体管噪声、提高控制电路信噪比。
开关电源EMI噪声分析及抑制讲解
76081 张辉 刘兴兵 李政
电源噪声基本概念 噪声分析 抑制措施
电源噪声基本概念
电源噪声
电源噪声是电磁 干扰的一种，其传 导噪声的频谱大致 为10kHz～30MHz， 最高可150MHz。
电源噪声，特别是瞬态噪声干扰，其上 升速度快、持续时间短、电压振幅度高、 随机性强，对微机和数字电路易产生严重 干扰。
采用两层屏蔽技术，外层屏蔽材料的 磁导率不是很高，但是其达到磁饱和的磁 场强度却很高，内层屏蔽材料采用高磁导 率，以充分吸收噪声。
屏蔽
屏蔽实例比较
发挥屏蔽
效果的关键 是如何设计 屏蔽盒的开 口和连接部 分之间的间 隙。必须增 多屏蔽盒的 连接部分， 从而使开口 和间隙的最 长的边减至 最小。
接地
EMI滤波器
加装EMI电源滤波器是抑制EMI噪声最好的方法之一。
EMI滤波器典型结构
在电源输入端加装 EMI电源滤波器可以获 得双重效果：
① 抑制开关电源产生 的EMI干扰传向电源端；
② 抑制来自电源端的 EMI噪声对开关电源造 成的干扰。
EMI滤波器
去噪原理
滤波
加装EMI滤波器后DC/DC变换器在电源线上的传导噪声频谱图
次级差模噪声电流
初级差模干扰电流示意图
V2——将次级绕组的脉冲波 整流成直流。
脉冲波为高电平时，V2导通， 将能量传给负载；
脉冲波为低电平时截止，输出
电流通过V3进行续流。 当整流二极管V2由导通变为截
止时，由于二极管的载流子移
动会产生很大的反向恢复电流，
这个反向恢复电流会沿着输出
滤波电感和输出滤波电容传播 到负载回路中。
EMIFL（静噪滤波器）