开关电源电磁干扰机理及抑制方法探讨
开关电源电磁干扰及其抑制技术研究
开关电源电磁干扰及其抑制技术研究开关电源电磁干扰是指在开关电源的工作过程中，由于电流的开关过程产生的电磁波辐射以及电源回路内部的高频噪声等因素，对周围电子设备和通信系统等产生的干扰。
这种干扰不仅会影响到开关电源自身的正常工作，而且还会对其它电子设备和系统产生不可忽视的影响，甚至引发严重的故障。
因此，研究开关电源电磁干扰及其抑制技术具有重要的理论和应用价值。
开关电源本身的工作原理决定了其在工作过程中会产生很高频率的开关波形，并伴随较大的电流急变。
这些急变的电流和电压波形会通过电源开关器件和电源回路上的导线辐射出去，形成电磁波辐射。
此外，开关电源内部的高速开关元件的开关过程会带来较高的开关频率噪声，也会导致系统内部的高频噪声。
这些干扰源的存在导致了开关电源电磁干扰的发生。
为了抑制开关电源电磁干扰，可以从以下几个方面着手进行研究和技术应用。
首先，可以从电源开关器件的选用和设计上入手。
对于开关电源来说，开关器件在工作过程中的开关速度需要尽量快，以减少器件转换过程中的损耗。
但是快速开关也会带来更高频率的电磁辐射。
因此，选择低辐射的开关器件以及合理的开关频率是减少电磁干扰的重要手段。
其次，可以通过合理设计电源回路和电源线路布局来减少电磁辐射。
合理布局电源线路可以减少电源回路的高频噪声对周围系统的干扰。
电源回路设计需要采用抗干扰的滤波电容和电感，减少电磁辐射。
此外，还可以利用开关电源自身的工作原理进行抗干扰设计。
比如，采用恰当的抗干扰技术对开关电源进行滤波和补偿，抑制高频噪声和电磁波辐射。
例如，采用电源输入端的滤波电容和电感，将电磁波辐射降低到最低水平。
最后可以采用外部的抑制技术对开关电源进行干扰抑制。
例如，采用EMI滤波器、磁珠、屏蔽罩等器件，将电磁干扰源隔离开来，减少对周围系统的干扰。
总之，开关电源电磁干扰及其抑制技术的研究对提高开关电源的质量和系统的稳定性具有重要意义。
通过在开关电源的设计和布局中合理应用这些干扰抑制技术，可以有效减少电磁波辐射和高频噪声对系统的干扰，提高系统的工作可靠性和稳定性。
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emi电路原理
开关电源emi电路原理
开关电源EMI电路是指用来抑制电磁干扰（EMI）的电路。
开关电源是一种使用开关元件（如晶体管或MOSFET）工作
的电源，通过周期性地开关电流来提供电能。
开关电源会产生一定的电磁干扰，主要原因有以下几点：
1. 开关元件的快速开关会引起电压和电流的急剧变化，导致高频谐波成分的产生；
2. 开关电源中的变压器和电感器会产生磁场，进一步引起电磁辐射；
3. 开关电源中的电容器会产生串扰电容耦合，导致干扰信号的传导。
为了抑制开关电源的电磁干扰，可以采取以下措施：
1. 在开关电源输入端添加滤波器，用来抑制高频噪声，常见的滤波器包括电容滤波器和电感滤波器；
2. 设计合适的开关元件驱动电路，减小开关元件的开关速度，从而减小高频谐波的产生；
3. 采用引入屏蔽外壳或屏蔽包围电路等的屏蔽手段，减小电磁辐射；
4. 采用良好的地线布局和接地措施，降低地线电阻和噪声干扰；
5. 使用高频绕线技术和特殊布板设计，减少电感和电容器之间的串扰。
通过以上措施，可以有效地抑制开关电源产生的电磁干扰，提高电源的抗干扰能力，确保设备的正常运行。
抑制开关电源电磁干扰的方法研究
抑制开关电源电磁干扰的方法研究随着电子技术的飞速发展，开关电源的应用也越来越广泛。
开关电源具有效率高、噪声低、价格低等特点，但由于其时钟和开关频率较高，会产生大量的电磁波，这些电磁波会对原有电路造成严重的干扰，从而导致电子设备的错误工作或不能正常运行。
因此，有必要研究抑制开关电源电磁干扰的方法。
一是采用电磁屏蔽技术。
这种技术的原理是利用屏蔽材料产生一个电磁屏蔽环境，把电磁波从开关电源中过滤掉，从而保护原有电路不受干扰。
比如采用铝箔或者铝塑箔等物质作为屏蔽材料，再用电磁屏蔽丝缠绕在开关电源上，即可产生一个电磁屏蔽环境，杜绝电磁波影响原有电路。
二是采用电磁消波器技术。
电磁消波器是一种能够将电磁波过滤掉的电子元件，可以分为晶体消波器和谐振消波器两种。
其中晶体消波器的原理是利用电容和电感元件来平滑和整流电磁波，从而消除电磁波的影响。
谐振消波器是利用元件上电流进行消波，以降低谐波噪声，减轻负荷的影响，达到电磁抑制的目的。
另外，还可采用信号分离技术。
这种技术的实现原理是将开关电源的控制信号保持在一个独立的区域，然后再将其从其他电子元件中分离出来，从而减少电磁波的影响。
上述三种方法可以有效抑制开关电源造成的电磁干扰，从而保证原有电路的正常运行。
不过，在实际应用中需要根据实际情况选择最合适的技术手段，抑制其造成的电磁干扰。
总之，抑制开关电源电磁干扰是一项重要的研究工作，可以为电子设备正常运行提供有效的保障，从而改善实际应用效果。
综上所述，通过采用电磁屏蔽、消波器和信号分离技术等多种方式，可以有效抑制开关电源造成的电磁干扰，保证电子设备的正常工作。
因此，对于抑制开关电源电磁干扰的方法研究有着重要的意义，具有重要的现实意义和社会意义。
开关电源电磁干扰及其抑制技术的分析
开关电源电磁干扰及其抑制技术的分析开关电源的发展趋势正呈现出小型化、高频化的态势，它的电磁兼容性在工作中显现出关键性的地位，由于开关电源在工作过程中，存在严重的电磁干扰，会对电网产生一定程度的污染，而且不利于电气设备的稳定安全使用。
因而，需要开展开关电源电磁抗干扰的研究，要采用适宜、科学、合理的抑制技术，有效地防范电磁干扰，保持电气设备的安全稳定、可靠运行，全面保障电网系统的性能稳定、高效。
标签：开关电源；电磁干扰；抑制；技术开关电源由于其实用性，广泛运用于工业、军事、医疗等领域，在大功率高电压的电气设备之中，开关电源会受到难以避免的电磁干扰，在开关频率加大或功率密度提高的条件下，电磁的兼容性能需要加以密切的关注，也是需要切实解决的问题，本文从电子线路电磁干扰的特点入手，探讨高频开关电源电磁干扰的机理及抑制技术，对于开关电源的电磁兼容性进行测量，提供了干扰源的干扰量、传输特性及敏感度等依据，从而提高开关电源的使用效率和质量。
1 高频开关电源的概念及特点电磁干扰即是电磁的兼容性不足，对电子设备之间的电磁辐射传导加以破坏的进程。
开关电源在小型化、高频化发展的趋势中，自身的噪声源也会产生大量的传导性电磁干扰，即EMI，从而对电子系统造成不良效果。
由于大量的电器设备如：计算机、通信产品、电器等的涌入，空间人为电磁能量以成倍的速度递增，电磁环境的恶化态势正显现出严重的问题。
开关电源的电磁干扰是一种有害的电磁效应，它必须具备三个干扰要素，即：干扰源、敏感体、干扰耦合路径。
它具有以下特点：①开关电源在频繁的开关过程中，会产生较大的电流变化，从而不可避免地产生强大的干扰强度。
②开关电源干扰源的关键干扰装置表现在功率的开关器件、散热器、高频变压器之中，具有较为清晰的电路干扰位置。
③开关电源的干扰频率不高，主要表现为传导干扰和近距离电场干扰。
④由于线路板通常是人工布设，随意性较大，对于线路板分布参数的提取和评估，增加了难度，同时，人工布设不当也是产生电磁干扰源的一个原因。
分享：开关电源电磁干扰的产生机理与抑制技术
分享：开关电源电磁干扰的产生机理与抑制技术
随着现代电子技术和功率器件的发展，开关电源以其体积小，重量轻，高性能，高可靠性等特点被广泛应用于计算机及外围设备通信、自动控制、家用电器等领域，为人们的生产生活和社会的建设提供了很大帮助。
但是，随着现代电子技术的快速发展，电子电气设备的广泛应用，处于同一工作环境的各种电子、电气设备的距离越来越近，电子电路工作的外部环境进一步恶化。
由于开关电源工作在高频开关状态，内部会产生很高的电流、电压变化率，导致开关电源产生较强的电磁干扰。
电磁干扰信号不仅对电网造成污染，还直接影响到其他用电设备甚至电源本身的正常工作，而且作为辐射干扰闯入空间，造成电磁污染，制约着人们的生产和生活。
国内在20世纪80一90年代，为了加强对当前国内电磁污染的治理，制定了一些与CISPR标准、IEC801等国际标准相对应的标准。
自从2003年8月1日中国强制实施3C认证(china compulsory certification)工作以来，掀起了“电磁兼容热”，近距离的电磁干扰研究与控制愈来愈引起电子研究人员们的关注，当前已成为当前研究领域的一个新热点。
本文将针对开关电源电磁干扰的产生机理系统地论述相关的抑制技术。
1开关电源电磁干扰的抑制
形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。
因而，抑制电磁干扰应从这三方面人手。
抑制干扰源、消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射、提高受扰设备的抗扰能力，从而改善开关电源的电磁兼容性能的目的。
1.1 采用滤波器抑制电磁干扰
滤波是抑制电磁干扰的重要方法，它能有效地抑制电网中的电磁干扰进入。
开关电源的电磁干扰问题研究和解决方法
开关电源由于本身工作特性使得电磁干扰问题相当突出。
从开关电源电磁干扰的模型入手论述了开关电源电磁兼容问题产生的原因及种类，并给出了常用的抑制开关电源电磁干扰的措施、滤波器设计及参数选择。
关键词：开关电源；电磁干扰；分析与抑制0 引言近年来，开关电源以其效率高、体积小、输出稳定性好的优点而迅速发展起来。
但是，由于开关电源工作过程中的高频率、高di/dt和高dv/dt使得电磁干扰问题非常突出。
国内已经以新的3C认证取代了CCIB和CCEE认证，使得对开关电源在电磁兼容方面的要求更加详细和严格。
如今，如何降低甚至消除开关电源的EMI问题已经成为全球开关电源设计师以及电磁兼容（EMC）设计师非常关注的问题。
本文讨论了开关电源电磁干扰形成的原因以及常用的EMI抑制方法。
1 开关电源的干扰源分析开关电源产生电磁干扰最根本的原因，就是其在工作过程中产生的高di/dt和高dv/dt，它们产生的浪涌电流和尖峰电压形成了干扰源。
工频整流滤波使用的大电容充电放电、开关管高频工作时的电压切换、输出整流二极管的反向恢复电流都是这类干扰源。
开关电源中的电压电流波形大多为接近矩形的周期波，比如开关管的驱动波形、MOSFET漏源波形等。
对于矩形波，周期的倒数决定了波形的基波频率；两倍脉冲边缘上升时间或下降时间的倒数决定了这些边缘引起的频率分量的频率值，典型的值在MHz范围，而它的谐波频率就更高了。
这些高频信号都对开关电源基本信号，尤其是控制电路的信号造成干扰。
开关电源的电磁噪声从噪声源来说可以分为两大类。
一类是外部噪声，例如，通过电网传输过来的共模和差模噪声、外部电磁辐射对开关电源控制电路的干扰等。
另一类是开关电源自身产生的电磁噪声，如开关管和整流管的电流尖峰产生的谐波及电磁辐射干扰。
如图1所示，电网中含有的共模和差模噪声对开关电源产生干扰，开关电源在受到电磁干扰的同时也对电网其他设备以及负载产生电磁干扰（如图中的返回噪声、输出噪声和辐射干扰）。
开关电源的电磁干扰分析及有效的抑制措施
开关电源的电磁干扰分析及有效的抑制措施一、开关电源的概念开关电源就是通过对功率晶体管的导通和关断控制，截取幅值与直流输入相等的矩形脉冲，再通过整流和滤波装置输出稳定的直流电压值。
二、开关电源电磁干扰的产生机理开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分，可分为尖峰干扰和谐波干扰两种；按耦合通道来分，可分为传导干扰和辐射干扰两种。
1、功率开关管开关工作产生的干扰。
开关电源中的功率开关管工作在开关状态，工作时会产生较大的脉冲电压和脉冲电流。
由于在脉冲电流和脉冲电压中含有丰富的高次谐波成分，同时又由于功率开关管导通时整流二极管的恢复特性会形成电流振荡，而在整流二极管上产生的浪涌电压。
2、由于二极管的恢复特性产生的干扰。
当二极管进行高频整流时，由于二极管的PN结，正向电流所储存的电荷在加反向电压时不能马上消失，会形成二极管的反向电流。
这段时间称为反向恢复时间，这时由于加到二极管的反向电压较大，会产生较大损耗和形成较大的干扰来源。
如果二极管在反向电流恢复时的电流变化率di/dt较大，由于电感作用会产生较大的尖峰电压，这就是二极管的恢复噪声。
Di/dt较大时称为硬恢复，Di/dt较小时称为软恢复。
软恢复既可通过吸收回路实现，也可通过谐振开关技术实现。
软恢复对提高开关电源的工作可靠性，减小干扰有很大的好处。
由于肖特基二极管没有载流子蓄积效应，所以恢复噪音很小。
3、由整流滤波电路产生的干扰。
由于交流市电输入的开关电源在输入端接有整流滤波电路，整流二极管的导通角很小，使整流电流的峰值很大，这种脉冲状的二极管整流电流也会产生干扰。
三、抑制开关管电源电磁干扰的措施主要有四种方法，即吸收法、屏蔽技术、滤波技术、接地技术。
1、吸收法，即是在开关管的两端并联RC电路，电容的作用就是把电流中的交流成分吸收掉，但是这时的电感和电容相连就会形成LC振荡回路，所以在其中加上一个电阻，主要的作用就是阻尼作用，把LC振荡回路中产生的能量消耗掉。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关键词：开关电源；电磁干扰机理；抑制方法
一、开关电源电磁干扰产生的原因及机理
开关电源的作用是将工频的交流电流或降压整流后转化为直流电，再转化为高频电，最后经过整流滤波电路，输出直流电压，伴随着大量的谐波干扰，基于变压设备的漏感以及输出二极管的反向恢复电流，会产生尖峰，所以存在着电磁干扰。开关源中的干扰主要存在于电压以及电流等变化较为显著的元件中。
综上所述，开关电源技术是一项具有较强综合性的技术，包含了多个学科的专业知识，电磁干扰问题以及电子设备的兼容性问题已经逐渐成为技术人员和使用单位的关注重点，为了避免开关电源产生的电磁干扰对设备造成影响，要结合设备的实际状况，从不同的方面提出多种控制措施来抑制干扰，实现开关电源兼容性的显著提高，使其得到更加广泛的应用。
开关电源电磁干扰机理及抑制方法探讨
摘要：开关电源的电磁干扰会对电子设备产生较大的影响，不仅无法保证电子设备的使用性能，同时，对设备自身及其他相关设备安全运行构成了威胁。要想降低干扰作用或者抑制干扰，就必须明确产生干扰的原因以及机理，然后结合实际运行情况进行细致的分析和研究，提出有针对性的干扰抑制方法，提高设备的运行质量。
采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。例如，功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗，为了散热往往需要安装散热器或直接安装在电源底板上。器件安装时需要导热性能好的绝缘片进行绝缘，这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容，开关电源的底板是交流电源的地线，因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰，解决这个问题的办法是采用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片，并把屏蔽片接到直流地上，割断了射频干扰向输入电网传播的途径。为了抑制开关电源产生的辐射、电磁干扰对其他电子设备的影响，可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩，然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体，就能对电磁场进行有效的屏蔽。电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。例如，静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰；电磁屏蔽用的导体原则上可以不接地，但不接地的屏蔽导体时常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应，所以仍以接地为好，这样使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用。电路的公共参考点与大地相连，可为信号回路提供稳定的参考电位。因此，系统中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线后，最终都与大地相连。
5.印制电路板的设计
元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够完美，印制电路板（PCB）走线通常采用手工布置，具有很大的随意性，PCB的近场干扰大，并且印刷板上器件的安装、放置，以及方位的不合理都会造成EMI干扰。
三、抑制干扰的几种ห้องสมุดไป่ตู้施
形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。因而，抑制电磁干扰也应该从这三方面着手。首先应该抑制干扰源，直接消除干扰原因；其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射，切断电磁干扰的传播途径；第三是提高受扰设备的抗扰能力，减低其对噪声的敏感度。目前抑制干扰的几种措施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，它们确是行之有效的办法。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。
1.整流电路产生的电磁干扰
在输出侧的高频率的整流回路内，如果二极管处于正方向的导通状态，其反偏电压流向截止方向时，很多载流子在PN结中聚集，导致载流子在消失前，产生显著的电流值的改变。
2.开关电路产生的电磁干扰
开关电源的核心部分是开关电路，由两个部分构成，分别为开关管和高频变压设备。开关会产生幅度较大的脉冲，具有较宽的频带和丰富的谐波。产生脉冲干扰的主要原因为开关管负载属于高频变压线圈，是一类感性负载。当开关导通瞬间，线圈中存在极大的浪涌电流，在线圈的端部出现尖峰电压。在断开开关的瞬间，基于初级线圈存在漏磁通，所以部分能量会直接传入二次线圈，并没有流过一次线圈。在电感中存储的能量会与电路中的电阻、电容构成带有尖峰的震荡，以衰减的形式存在，在关断电压上叠加，形成关断电压尖峰。当电源的电压被中断时，会产生较大的磁化冲击电流瞬间改变，与线圈接通时产生的现象相互抑制，同样是一类传导形式的电磁干扰。不仅会导致变压设备受到影响，还会导致配电系统受到传导干扰作用，出现电网谐波电磁干扰，系统中的其他设备无法安全和稳定的运行，稳定性降低。
3.高频变压器
高频变压器的作用是实现隔离以及电压的调节。如果频率较高，可能会出现不完全隔离。在初级线圈以及次级线圈之间，存在变压器层间电容的电源噪音，当电容的滤波容量较小或者高频特性不良时，电容上的高频阻抗导致高频电流以差模的方式传输到交流电源中形成干扰。
4.分布电容引起的干扰
开关电源工作在高频状态，因而其分布电容不可忽略。一方面，散热片与开关管的集电极间的绝缘片，由于其接触面积较大，绝缘片较薄，因此两者间的分布电容在高频时不能忽略，高频电流会通过分布电容流到散热片上，再流到机壳地，产生共模干扰；另一方面，脉冲变压器的初次级之间存在着分布电容，可将原边电压直接耦合到副边上，在副边作直流输出的正负电源线上产生共模干扰。
参考文献：
[1]刘先锋，王连群，赵培均，张武宏.开关电源电磁干扰抑制方法探讨[J].通讯电源技术，2011，28（2）：53-55.