开关电源电磁标准及其干扰抑制

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开关电源中常用的几种抑制电磁干扰的措施

开关电源中常用的几种抑制电磁干扰的措施

开关电源中常用的几种抑制电磁干扰的措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(见图2);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。

图1 共模干扰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.在电路系统设计中应遵循“一点接地”的原则,如果形成多点接地,会出现闭合的接地环路,当磁力线穿过该回路时将产生磁感应噪声,实际上很难实现“一点接地”。

因此,为降低接地阻抗,消除分布电容的影响而采取平面式或多点接地,利用一个导电平面(底板或多层印制板电路的导电平面层等)作为参考地,需要接地的各部分就近接到该参考地上。

开关电源电磁干扰的抑制

开关电源电磁干扰的抑制

摘要:目前,许多大学及科研单位都进行了开关电源EMI的研究,对开关电源EMI产生的干扰,文章在分析了开关电源产生电磁干扰机理的基础上,再就目前几种有效的开关电源电磁干扰措施进行了分析、比较、研究,并为开关电源电磁干扰的改进措施提出了建议。

关键词:开关电源电磁干扰抑制措施目前,许多大学及科研单位都进行了开关电源EMI的研究,对开关电源EMI产生的干扰,通常按以下分类。

按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。

1开关电源干扰的产生原因1.1二极管的反向恢复时间引起的干扰高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化。

1.2开关管工作时产生的谐波干扰功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。

例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。

当采用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。

另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生尖峰干扰。

1.3交流输入回路产生的干扰无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。

开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。

这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。

1.4其他原因元器件的寄生参数,开关电源的原理图设计不够完美,印刷线路板(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。

2开关电源干扰的产生机理开关电源EMI产生干扰的原因较多,其中由基本整流器产生的电流高次谐波干扰和变压器型功率转换电路产生的尖峰电压干扰是主要原因。

开关电源的电磁干扰及其抑制技术综述

开关电源的电磁干扰及其抑制技术综述

开关电源的电磁干扰及其抑制技术综述摘要:在开关电源的运用使用中,因为各种原因而产生电磁干扰,产生诸多不良影响。

为尽量避免电磁干扰影响,对其抑制方法的研究非常必要。

本文从开关电源的电磁干扰的主要特点、产生原因等方面,对开关电源的电磁干扰进行了系统整理,对相应的抑制技术进行了简析,以助于全面了解、解决开关电源的电磁干扰方面的相关问题。

关键词:开关电源,电磁干扰,抑制,综述0 引言随着电子信息技术的进步,开关电源也得到了相应更新与普及。

因为其具有控制效率高、稳定性好等优点,开关电源已然广泛运用于各个领域。

然而,在实际使用过程中,不仅要求开关电源应该具有很高的稳定性,它还需要有很强的安全性。

但在实际使用过程中,开关电源极易受到电磁干扰。

如果不采取措施加以抑制,将会影响电网、通信设备和各种电子产品的正常使用。

所以研究开关电源电磁干扰的一些问题和抑制方法是非常必要的。

1 电磁干扰的含义及其危害1.1 电磁干扰的含义电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI,是指所有在传导过程中或者在有电磁场中伴随着电压、电流的作用而引起的电子装置、设备或系统性能下降甚至失效,还有可能对生命或无生命物质产生损害的电磁现象。

几乎每一种设备都可以产生电磁干扰信号,而且对此干扰信号都很敏感。

从传导途径来看,电磁干扰信号既可以通过载流导体进行传输,又可以电磁辐射的形式辐射出来,因此电磁干扰可以分为传导干扰和辐射干扰两种。

传导干扰产生的原因是由于电子系统内部的各个模块区域之间存在者各种导线连线,这样就有可能使得其中一个个模块区域的电磁能量沿着这类导线连线传输到其它的模块区域,从而相互之间造成干扰。

而辐射干扰指的是干扰源通过空间把其信号耦合到另一个电网络上。

作为干扰源的电路、输入输出信号的电路和控制电路等部分的导线以及干扰源的外壳在一定情况下,如流过高频电流时,可作为接收天线或辐射天线。

1.2 电磁干扰的危害电磁干扰造成的危害有众多,例如电磁干扰会使电子装置的有效性能造成一定的损失或使电子装置的技术指标下降。

开关电源设计中的电磁干扰问题分析

开关电源设计中的电磁干扰问题分析
开关电源设计中的电磁 干扰问题分析
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目录
01 开 关 电 源 电 磁 干 扰 的产生
03 开 关 电 源 电 磁 干 扰
的抑制措施
05 开 关 电 源 电 磁 干 扰 的未来研究方向
02 开 关 电 源 电 磁 干 扰 的危害
电磁干扰测试设备
电磁干扰测试仪:用于测量电磁干扰强度和频率 频谱分析仪:用于分析电磁干扰的频率成分 功率计:用于测量电磁干扰的功率 天线:用于接收和发射电磁干扰信号 滤波器:用于过滤掉不需要的频率成分 示波器:用于观察电磁干扰信号的波形和频率
Part Five
开关电源电磁干扰 的未
汇报人:XX
电磁干扰的抑制方法:采用屏蔽、滤波、接地等措施,提高开关电源的抗干扰能力
电磁干扰抑制措施的有效性和局限性
电磁干扰抑制 措施的有效性: 可以有效降低 电磁干扰对开 关电源设计的 影响,提高电 源性能和可靠
性。
电磁干扰抑制 措施的局限性: 可能无法完全 消除电磁干扰, 需要与其他设 计方法相结合, 才能达到最佳
降低电磁干扰
屏蔽技术
屏蔽材料的选择:根据电磁干扰的 频率和强度选择合适的屏蔽材料
屏蔽接地:确保屏蔽结构具有良好 的接地性能,避免电磁干扰通过接 地回路进入系统
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
屏蔽结构的设计:合理设计屏蔽结 构的形状、尺寸和布局,提高屏蔽 效果
屏蔽效能的评估:通过实验和仿真 方法评估屏蔽结构的效能,优化屏 蔽设计
Part Four
开关电源电磁干扰 的测试与评估
电磁干扰测试方法
测试标准:IEC 61000-3-2、IEC 61000-3-3等

开关电源电磁干扰的抑制措施

开关电源电磁干扰的抑制措施

开关电源电磁干扰的抑制措施1 开关电源压力表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;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。

现在按噪声干扰源来分别说明:(1)二极管的反向恢复时间引起的干扰高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN 结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。

(2)开关管工作时产生的谐波干扰功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。

例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。

当采用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。

另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生尖峰干扰。

(3)交流输入回路产生的干扰无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。

开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。

这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。

(4)其他原因元器件的寄生参数,开关电源的原理图设计不够完美,印刷线路板(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。

2 开关电源EMI 的特点作为工作于开关状态的能量转换装置,开关电源的电压、电流变化率很高,产生的干扰强度较大;干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器,相对于数字电路干扰源的位置较为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹)。

抑制开关电源电磁干扰设计要点及方法

抑制开关电源电磁干扰设计要点及方法

抑制开关电源电磁干扰设计要点及方法随着开关电源的小型化,开关就要高频化,这种高频化,其基波本身也就构成了一个干扰源,发出一种更强的传导干扰波,此外通过改进元器件达到高频化的同时,也会因辐射干扰波而导致一种超标准值的杂散的信号。

这些信号构成了电磁干扰(EMI),被干扰对象是无线电通信。

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。

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。

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设备,还可以抑制设备内的电磁干扰进入电网。

在开关电源输入和输出电路中安装开关电源滤波器,不但可以解决传导干扰问题,同时也是解决辐射干扰的重要武器。

滤波抑制技术分为无源滤波和有源滤波2种方式。

无源滤波技术无源滤波电路简单,成本低廉,工作性能可靠,是抑制电磁干扰的有效方式。

无源滤波器由电感、电容、电阻元件组成,其直接作用是解决传导发射。

由于原电源电路中滤波电容容量大,整流电路中会产生脉冲尖峰电流,这个电流由非常多的高次谐波电流组成,对电网产生干扰;另外电路中开关管的导通或截止、变压器的初级线圈都会产生脉动电流。

由于电流变化率很高,对周围电路会产生出不同频率的感应电流,其中包括差模和共模干扰信号,这些干扰信号可以通过2根电源线传导到电网其他线路和干扰其他的电子设备。

图中差模滤波部分可以减少开关电源内部的差模干扰信号,又能大大衰减设备本身工作时产生的电磁干扰信号传向电网。

又根据电磁感应定律,得E=Ldi/dt,其中:E为L两端的电压降;L为电感量;di/dt为电流变化率。

解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制方法

解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制方法摘要本文先分析了开关电源产生电磁干扰的机理, ,就目前几种有效的开关电源电磁干扰方法进行了分析比较,并为开关电源电磁干扰的进一步研究提出参考建议。

关键词开关电源电磁干扰抑制方法耦合目前,许多大学及科研单位都进行了开关电源EMI(Electromagnetic Interference)的研究,他们中有些从EMI产生的机理动身,有些从EMI 产生的阻碍动身,都提出了许多有效有价值的方案。

那个地址分析与比较了几种有效的方案,并为开关电源EMI 的抑制方法提出新的参考建议。

一、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;假设按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。

此刻按噪声干扰源来别离说明:一、二极管的反向恢复时刻引发的干扰高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子积存,因此在载流子消失之前的一段时刻里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生专门大的电流转变(di/dt)。

二、开关管工作时产生的谐波干扰功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。

例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰硕的高次谐波分量。

当采纳零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。

另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引发的电流突变,也会产生尖峰干扰。

3、交流输入回路产生的干扰无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引发高频衰减振荡产生干扰。

开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。

这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。

4、其他缘故元器件的寄生参数,开关电源的原理图设计不够完美,印刷线路板(PCB)走线通常采纳手工布置,具有专门大的随意性,PCB的近场干扰大,而且印刷板上器件的安装、放置,和方位的不合理都会造成EMI 干扰。

开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法(最终版)

开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法(最终版)第一篇:开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法(最终版)开关电源EMI整改频段干扰原因及抑制办法开关电源EMI整改中,关于不同频段干扰原因及抑制办法:1MHZ以内以差模干扰为主1.增大X电容量;2.添加差模电感;3.小功率电源可采用PI型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。

1MHZ-5MHZ差模共模混合采用输入端并联一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决,1.对于差模干扰超标可调整X电容量,添加差模电感器,调差模电感量;2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制;3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如FR107一对普通整流二极管1N4007。

5M以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法。

对于外壳接地的,在地线上用一个磁环串绕2-3圈会对10MHZ以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔,铜箔闭环.处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。

20-30MHZ1.对于一类产品可以采用调整对地Y2电容量或改变Y2电容位置;2.调整一二次侧间的Y1电容位置及参数值;3.在变压器外面包铜箔;变压器最里层加屏蔽层;调整变压器的各绕组的排布。

4.改变PCBLAYOUT;5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感;6.在输出整流管两端并联RC滤波器且调整合理的参数;7.在变压器与MOSFET之间加BEADCORE;8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。

9.可以用增大MOS驱动电阻.30-50MHZ 普遍是MOS管高速开通关断引起1.可以用增大MOS驱动电阻;2.RCD缓冲电路采用1N4007慢管;3.VCC供电电压用1N4007慢管来解决;4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感;5.在MOSFET的D-S脚并联一个小吸收电路;6.在变压器与MOSFET之间加BEADCORE;7.在变压器的输入电压脚加一个小电容;8.PCB心LAYOUT时大电解电容,变压器,MOS构成的电路环尽可能的小;9.变压器,输出二极管,输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。

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。

开关电源的电磁干扰及其抑制技术探究

开关电源的电磁干扰及其抑制技术探究摘要:本文围绕开关电源的电磁干扰议题进行了探讨,概述了电磁干扰产生机理,分析了电磁干扰的成因,提出了开关电源的电磁干扰抑制技术,供相关人士参考。

关键词:电磁干扰、开关电源、干扰抑制1引言开关电源是一类常见的电气设备,应用十分广泛。

在实际应用中,电磁干扰是影响开关电源使用工况和使用寿命的严重问题,如何减少电磁干扰对开关电源的不利影响,是业内人员关注和研究的热点。

2开关电源电磁干扰的产生机理开关电源受到电磁干扰的机理如下:开关电路中存在一定的电磁干扰。

开关电源系统是由高频变压器电路和管路构成的,其中存在一定的脉冲电磁电压,还存在不稳定谐波。

当开关连接和断开的瞬间,高频变压器初级线圈产生较大的电压脉冲,内部电流出现磁化,电源受到电磁干扰。

整流电路中存在一定的电磁干扰。

在正常通路中,整流电路中的二极管中含有正向电流,当开关断开的瞬间,二极管中的电流会受到反向电压的影响,造成电流出现逆向电流束,这部分逆向电流束中携带大量的高频率谐波,对电源造成电磁干扰。

高频电压器中存在一定的电磁干扰。

由于高频电压器内部电流环路存在空间辐射,并且环路中的滤波电容会将不同频率的电流传导进电源中,因而会对电源产生电磁干扰。

3开关电源电磁干扰的产生原因二极管在高频电流回路中产生的正向电流受到反向电压阻拦,导致载流子不断聚集,当堆积到一定程度后,二极管中的正向电流难以通过,内部电流呈现逆向运动,伴随着载流子的方向改变,造成急剧的电流变化,二极管电流反向是导致电源电磁干扰的原因之一。

电流在负载时会出现形态变化,尤其是当开关回路中电流量较大时,因其含有大量的高频率谐波,这些谐波电流会在运动过程中会因开关的控制而发生流动速度变化,继而对开关电源造成电磁干扰。

当二极管电流反向运动过程中会对变压开关造成高频振荡,导致开关电源中出现干扰信号,这类干扰属于传导干扰,谐波或尖峰信号会在局部形成磁场,继而出现电磁辐射,引发输入回路异常。

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开关电源电磁标准及其干扰抑制
一、引言

电磁兼容性(EMC)是指电子设备或系统在规定的电磁环境电平下不
因电磁干扰而降低性能指标,同时它们本身产生的电磁辐射不大于规定
的极限电平,不影响其它电子设备或系统的正常运行,并达到设备与设
备、系统与系统之间互不干扰、共同可靠地工作的目的。

世界各国都相应制定了自己的EMC标准。比如国际电工委员会的
1EC61000及(C1SPR系列标准、欧洲共同体的FN系列标准、美国联邦通
信委的FCC系列标准和我国现行的GT3/T13926系列EMC标准等。随着国
际电磁兼容法规的日益严格,产品的电磁兼容性能越来越受到重视。

开关电源作为一种电源设备,其应用越来越广泛。随着电力电子器
件的不断更新换代,开关电源的开关频率及开关速度不断提高,但开关
的快速通断,引起电压和电流的快速变化。这些瞬变的电压和电流,通
过电源线路、寄生参数和杂散的电磁场耦合,会产生大量的电磁干扰。

二、开关电源的干扰源分析
开关电源产生的电磁干扰(EMI),按耦合通道来分,可分为传导干扰
和辐射干扰;按噪声干扰源种类来分可分为尖峰干扰和谐波干扰。开关电
源在工作过程中所产生的浪涌电流和尖峰电压就形成了干扰源,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以及输出
整流二极管的反向恢复电流都是这类干扰源。

三、电磁干扰的抑制措施
电磁干扰由三个基本要素组合而产生:电磁干扰源;对该干扰能量敏
感的设备;将电磁干扰源传输到敏感设备的媒介即传输通道或藕合途径。
对开关电源产生的电磁干扰所采取的抑制措施,主要从两个方而考虑:
一是减小干扰源的干扰强度;一是切断干扰传播途径。

常用的抗干扰措施包括电路的隔离、屏蔽、接地、加装EMI滤波器
以及PCB板的合理布局与布线。
1、电路的隔离
在开关电源中,电路的隔离主要有:模拟电路的隔离、数字电路的
隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。主要目的是通过隔离元器件把
噪声干扰的路径切断,从而达到抑制噪声干扰的效果。对于开关电源的
模拟信号控制系统的隔离,交流信号一般采用变压器隔离,直流信号一
般采用线性隔离器(如线性光电耦器)隔离。数字电路的隔离主要有:脉冲
变压器隔离、光电耦合器隔离等。其中数字量输入隔离方式主要采用脉
冲变压器隔离、光电耦合器隔离;而数字量输出隔离方式主要采用光电耦
合器隔离、高频变压器隔离。

2、屏蔽
屏蔽一般分为两类,一类是静电屏蔽,主要用于防止静电场和恒定
磁场的影响;另一类是电磁屏蔽,主要用于防止交变电场、交变磁场以及
交变电磁场的影响。屏蔽是抑制开关电源辐射干扰的有效方法。可以用
导电良好的材料对电场屏蔽,而用导磁率高的材料对磁场屏蔽。

3、接地
为防止各种电路在工作中产生互相干扰,使之能相互兼容地工作,
根据电路的性质,将工作接地分为不同的种类。比如直流地、交流地、
数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。在电路的设计中,应将
交流电源地与直流电源地分开,模拟电路与数字电路的电源地分开,功
率地与弱电地分开。

4、加装EMI滤波器
电源滤波器安装在电源线与电子设备之间,用于抑制电源线引出的
传导干扰,又可以降低从电网引入的传导干扰,对提高设备的可靠性有
重要的作用。开关电源产生的电磁干扰以传导干扰为主,而传导干扰又
分差模骚扰和共模干扰两种。构成开关电源EMI滤波器的基本网络如图
1所示。该滤波器由共模扼流圈L、差模电容Cx和共模电容Cy组成。共
模扼流圈L由两个绕在同一个高磁导率磁芯上的绕组构成,其结构使差
模电流产生的磁通相互抵消。这种结构以较小体积获得较大的电感值,
并且不用担心由于工作电流导致饱和。每个绕组与电容Cy分别组成L-E
和N-E两对独立端口的低通滤波器,形成共模滤波网络,用来抑制电源
线上存在的共模干扰。至于共模扼流圈L、差模电容Cx和共模电容Cy
的取值大小,应尽量做到滤波器的谐振频率低于开关电源的工作频率,
这样可以实现对整个频段的滤波。

5、PCB板的合理布局与布线
开关电源的辐射干扰与电流通路中的电流大小,通路的环路面积,
以及电流频率的平方等三者的乘积成正比,即辐射干扰E∝I·A·f 2。
运用这一关系的前提是通路尺寸远小于频率的波长。上述关系式表明减
小通路面积是减小辐射骚扰的关键,这是说开关电源的元器件要彼此紧
密排列。在初级电路中,要求输入端电容、晶体管和变压器彼此靠近,
且布线紧凑;在次级电路中,要求二极管、变压器和输出端电容彼此贴近。
在印制板上,将正负载流导线分别布在印制板的两面,并设法使两个载
流导体彼此间保持平行,因为平行紧靠的正负载流导体所产生的外部磁
场是趋向于相互抵消的。

四、结束语
要提高开关频率,提高开关电源产品的质量,电磁兼容性是不容忽
视的问题。产生开关电源电磁干扰的因素还很多,抑制电磁干扰还有大
量的工作。只有在设计时充分考虑电磁兼容问题,才能使开关电源得到
更普遍的应用

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