但是開關電源瞬態響應較差、易產生電磁幹擾
，且EMI信號占有很寬的頻率範圍，並具有一定的幅度。這些EMI信號經過傳導和輻射方式汙染電磁環境，對通信設備和電子儀器造成幹擾，因而在一定程度上限製了開關電源的使用。

 

 

電磁幹擾 (EMI，Electromagneticlnterference)是一種電子係統或分係統受非預期的電磁擾動造成的性能損害。它由三個基本要素組成:幹擾源，即產生電磁幹擾能量的設備;藕合途徑，即傳輸電磁幹擾的通路或媒介;敏感設備，即受電磁幹擾而被損害的器件、設備、分係統或係統。基於此，控製電磁幹擾的基本措施就是:抑製幹擾源、切斷禍合途徑及降低敏感設備對幹擾的響應或增加電磁敏感性電平。

 

根據開關電源工作原理知:kaiguandianyuanshouxianjianggongpinjiaoliudianzhengliuweizhiliudian

，zainibianweigaopinjiaoliudian
，zuihoujingguozhengliulvboshuchu
，dedaowendingdezhiliudianya。zaidianluzhong
，gonglvsanjiguan、二極管主要工作在開關管狀態，且工作在微秒量級;三極管、二極管在開一閉翻轉過程中，在上升、下降時間內電流變化大、易產生射頻能量
，形成幹擾源。同時，由於變壓器的漏感和輸出二極管的反向恢複電流造成的尖峰
，也會形成潛在的電磁幹擾。

 

開關電源通常工作在高頻狀態，頻率在02 kHz以yi上shang
，因yin而er其qi分fen布bu電dian容rong不bu可ke忽hu略lve。一yi方fang麵mian散san熱re片pian與yu開kai關guan管guan的de集ji電dian極ji間jian的de絕jue緣yuan片pian，由you於yu其qi接jie觸chu麵mian積ji較jiao大da，絕jue緣yuan片pian較jiao薄bo，因yin此ci，兩liang者zhe間jian的de分fen布bu電dian容rong在zai高gao頻pin時shi不bu能neng忽hu略lve，高gao頻pin電dian流liu會hui通tong過guo分fen布bu電dian容rong流liu到dao散san熱re片pian上shang，再zai流liu到dao機ji殼ke地di，產chan生sheng共gong模mo千qian擾rao;另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)脈(mai)衝(chong)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)初(chu)次(ci)級(ji)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)著(zhe)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)，可(ke)將(jiang)初(chu)級(ji)繞(rao)組(zu)電(dian)壓(ya)直(zhi)接(jie)禍(huo)合(he)到(dao)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)上(shang)
，在(zai)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)作(zuo)直(zhi)流(liu)輸(shu)出(chu)的(de)兩(liang)條(tiao)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)產(chan)生(sheng)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)。

 

因此
， 開關電源中的幹擾源主要集中在電壓
、電流變化大，如開關管、二極管、高頻變壓器等元件，以及交流輸人、整流輸出電路部分。

 

 

通常開關電源EMI控製主要采用濾波技術、屏蔽技術
、密封技術、接地技術等。EMI幹擾按傳播途徑分為傳導幹擾和輻射幹擾。開關電源主要是傳導幹擾，且頻率範圍最寬
，約為10kHz一30MHz。抑製傳導幹擾的對策基本上10kHz一150kHz、150kHz一10MHz

、10MHz以上三個頻段來解決。10kHz一150kHz範圍內主要是常態幹擾，一般采用通用LC濾波器來解決。150kHz一10 MHz範圍內主要是共模幹擾
，通常采用共模抑製濾波器來解決。10MHz以上頻段的對策是改進濾波器的外形以及采取電磁屏蔽措施。

 

 

通常幹擾電流在導線上傳輸時有兩種方式:共模方式和差模方式。共模幹擾是載流體與大地之間的幹擾:幹擾大小和方向一致，存在於電源任何一相對大地
、或中線對大地間，主要是由du/dt產生的
，di/dt也產生一定的共模幹擾。而差模幹擾是載流體之間的幹擾:幹擾大小相等、方向相反，存在於電源相線與中線及相線與相線之間。幹擾電流在導線上傳輸時既可以共模方式出現，也可以差模方式出現;但共模幹擾電流隻有變成差模幹擾電流後，才能對有用信號構成幹擾。

 

交流電源輸人線上存在以上兩種幹擾
，通常為低頻段差模幹擾和高頻段共模幹擾。在一般情況下差模幹擾幅度小、頻率低
、造成的幹擾小;共模幹擾幅度大、頻率高
，還可以通過導線產生輻射，造成的幹擾較大。若在交流電源輸人端采用適當的EMI濾波器，則可有效地抑製電磁幹擾。電源線EMI濾波器基本原理如圖1所示，其中差模電容C1、C2用來短路差模幹擾電流，而中間連線接地電容C3
、C4zeyonglaiduanlugongmoganraodianliu。gongmoeliuquanshiyoulianggudengcubingqieantongfangxiangraozhizaiyigecixinshangdexianquanzucheng。ruguolianggexianquanzhijiandeciouhefeichangjinmi，namelouganjiuhuihenxiao，zaidianyuanxianpinlvfanweineicha

 

模電抗將會變得很小;當dang負fu載zai電dian流liu流liu過guo共gong模mo扼e流liu圈quan時shi，串chuan聯lian在zai相xiang線xian上shang的de線xian圈quan所suo產chan生sheng的de磁ci力li線xian和he串chuan聯lian在zai中zhong線xian上shang線xian圈quan所suo產chan生sheng的de磁ci力li線xian方fang向xiang相xiang反fan
，它ta們men在zai磁ci芯xin中zhong相xiang互hu抵di消xiao。因yin此ci即ji使shi在zai大da負fu載zai電dian流liu的de情qing況kuang下xia，磁ci芯xin也ye不bu會hui飽bao和he。而er對dui於yu共gong模mo幹gan擾rao電dian流liu，兩liang個ge線xian圈quan產chan生sheng的de磁ci場chang是shi同tong方fang向xiang的de，會hui呈cheng現xian較jiao大da電dian感gan，從cong而er起qi到dao衰shuai減jian共gong模mo幹gan擾rao信xin號hao的de作zuo用yong。這zhe裏li共gong模mo扼e流liu圈quan要yao采cai用yong導dao磁ci率lv高gao
、頻率特性較佳的鐵氧體磁性材料。

 

圖1 電源線濾波器基本電路圖

 

 

開關 管 或 二極管在開通和關斷過程中，由於存在變壓器漏感和線路電感，二極管存儲電容和分布電容，容易在開關管集電極、發射極兩端和二極管上產生尖峰電壓。通常情況下采用RC/RCD吸收回路，RCD浪湧電壓吸收回路如圖2所示。

 

圖2 RCD浪湧電壓吸收回路

 

dangxishouhuilushangdedianyachaoguoyidingfudushi，geqijianxunsudaotong，congerjianglangyongnengliangxiefangdiao，tongshijianglangyongdianyaxianzhizaiyidingdefudu。zaikaiguanguanjidianjiheshuchuerjiguandezhengjiyinxianshangchuanjiekebaohecixinxianquanhuoweijingcizhu，caizhiyibanweigu(Co)，當通過正常電流時磁芯飽和，電感量很小。一旦電流要反向流過時，它將產生很大的反電勢，這樣就能有效地抑製二極管VD的反向浪湧電流。

 

 

頻pin率lv控kong製zhi技ji術shu是shi基ji於yu開kai關guan幹gan擾rao的de能neng量liang主zhu要yao集ji中zhong在zai特te定ding的de頻pin率lv上shang，並bing具ju有you較jiao大da的de頻pin譜pu峰feng值zhi。如ru果guo能neng將jiang這zhe些xie能neng量liang分fen散san在zai較jiao寬kuan的de頻pin帶dai上shang，則ze可ke以yi達da到dao降jiang低di於yu擾rao頻pin譜pu峰feng值zhi的de目mu的de。通tong常chang有you兩liang種zhong處chu理li方fang法fa:隨機頻率法和調製頻率法。

 

suijipinlvfashizaidianlukaiguanjiangezhongjiarenyigesuijiraodongfenliang，shikaiguanganraonengliangfensanzaiyidingfanweidepindaizhong。yanjiubiaoming，kaiguanganraopinpuyouyuanlailisandejianfengmaichongganraobianchenglianxufenbuganrao
，qifengzhidadaxiajiang。

 

調製頻率法是在鋸齒波中加人調製波(白噪聲)

，zaichanshengganraodelisanpinduanzhouweixingchengbianpindai
，jiangganraodelisanpindaitiaozhizhankaichengyigefenbupindai。zheyang，ganraonengliangjiufensandaozhexiefenbupinduanshang。zaibuyingxiangbianhuanqigongzuotexingdeqingkuangxia，zhezhongkongzhifangfakeyihenhaodiyizhikaitong

、關斷時的幹擾。

 

 

開關電源的幹擾之一是來自功率開關管通/斷時的du/dt，因此，減小功率開關管通/斷的du/dt是抑製開關電源幹擾的一項重要措施。而軟開關技術可以減小開關管通/斷的du/dt。

 

如果 在 開 關電路的基礎上增加一個很小的電感、電容等諧振元件就構成輔助網絡。在開關過程前後引人諧振過程，使開關開通前電壓先降為零

，這樣就可以消除開通過程中電壓
、電流重疊的現象
，降低、甚至消除開關損耗和幹擾
，這種電路稱為軟開關電路。

 

根據上述原理可以采用兩種方法


，即在開關關斷前使其電流為零，則開關關斷時就不會產生損耗和幹擾
，這種關斷方式稱為零電流關斷;或(huo)在(zai)開(kai)關(guan)開(kai)通(tong)前(qian)使(shi)其(qi)電(dian)壓(ya)為(wei)零(ling)

，則(ze)開(kai)關(guan)開(kai)通(tong)時(shi)也(ye)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)損(sun)耗(hao)和(he)幹(gan)擾(rao)，這(zhe)種(zhong)開(kai)通(tong)方(fang)式(shi)稱(cheng)為(wei)零(ling)電(dian)壓(ya)開(kai)通(tong)。在(zai)很(hen)多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia)，不(bu)再(zai)指(zhi)出(chu)開(kai)通(tong)或(huo)關(guan)斷(duan)
，僅(jin)稱(cheng)零(ling)電(dian)流(liu)開(kai)關(guan)和(he)零(ling)電(dian)壓(ya)開(kai)關(guan)，基(ji)本(ben)電(dian)路(lu)如(ru)圖(tu)3和圖4所示。

 

圖3 零電壓開關諧振電路

 

圖4 零電流開關諧振電路

 

通常采用軟開關電路控製技術，結合合理的元器件布局及印製電路板布線
、接地技術，對開關電源的EMI幹擾具有一定的改善作用。

 

 

一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)電(dian)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)措(cuo)施(shi)都(dou)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)抑(yi)製(zhi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)。開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)屏(ping)蔽(bi)措(cuo)施(shi)主(zhu)要(yao)是(shi)針(zhen)對(dui)開(kai)關(guan)管(guan)和(he)高(gao)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)而(er)言(yan)。開(kai)關(guan)管(guan)工(gong)作(zuo)時(shi)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)熱(re)量(liang)，需(xu)要(yao)給(gei)它(ta)裝(zhuang)散(san)熱(re)片(pian)，從(cong)而(er)使(shi)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)集(ji)電(dian)極(ji)與(yu)散(san)熱(re)片(pian)間(jian)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)。因(yin)此(ci)，在(zai)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)集(ji)電(dian)極(ji)與(yu)散(san)熱(re)片(pian)間(jian)放(fang)置(zhi)絕(jue)緣(yuan)屏(ping)蔽(bi)金(jin)屬(shu)層(ceng)
，並(bing)且(qie)散(san)熱(re)片(pian)接(jie)機(ji)殼(ke)地(di)，金(jin)屬(shu)層(ceng)接(jie)到(dao)熱(re)端(duan)零(ling)電(dian)位(wei)，減(jian)小(xiao)集(ji)電(dian)極(ji)與(yu)散(san)熱(re)片(pian)間(jian)藕(ou)合(he)電(dian)容(rong)，從(cong)而(er)減(jian)小(xiao)散(san)熱(re)片(pian)產(chan)生(sheng)的(de)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)。針(zhen)對(dui)高(gao)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)，首(shou)先(xian)應(ying)根(gen)據(ju)導(dao)磁(ci)體(ti)屏(ping)蔽(bi)性(xing)質(zhi)來(lai)選(xuan)擇(ze)導(dao)磁(ci)體(ti)結(jie)構(gou)，如(ru)用(yong)罐(guan)型(xing)鐵(tie)芯(xin)和(he)El型(xing)鐵(tie)芯(xin)，則(ze)導(dao)磁(ci)體(ti)的(de)屏(ping)蔽(bi)效(xiao)果(guo)很(hen)好(hao)。變(bian)壓(ya)器(qi)外(wai)加(jia)屏(ping)蔽(bi)時(shi)，屏(ping)蔽(bi)盒(he)不(bu)應(ying)緊(jin)貼(tie)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)外(wai)麵(mian)

，應(ying)留(liu)有(you)一(yi)定(ding)的(de)氣(qi)隙(xi)。如(ru)采(cai)用(yong)有(you)氣(qi)隙(xi)的(de)多(duo)層(ceng)屏(ping)蔽(bi)物(wu)時(shi)，所(suo)得(de)的(de)屏(ping)蔽(bi)效(xiao)果(guo)會(hui)更(geng)好(hao)。另(ling)外(wai)，在(zai)高(gao)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)中(zhong)，常(chang)常(chang)需(xu)要(yao)消(xiao)除(chu)初(chu)、次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)間(jian)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)，可(ke)沿(yan)著(zhe)線(xian)圈(quan)的(de)全(quan)長(chang)，在(zai)線(xian)圈(quan)間(jian)墊(dian)上(shang)銅(tong)箔(bo)製(zhi)成(cheng)的(de)開(kai)路(lu)帶(dai)環(huan)

，以(yi)減(jian)小(xiao)它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)的(de)禍(huo)合(he)，這(zhe)個(ge)開(kai)路(lu)帶(dai)環(huan)既(ji)與(yu)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)鐵(tie)芯(xin)連(lian)接(jie)，又(you)與(yu)電(dian)源(yuan)的(de)地(di)連(lian)接(jie)
，起(qi)到(dao)靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)。如(ru)果(guo)條(tiao)件(jian)允(yun)許(xu)，對(dui)整(zheng)個(ge)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)加(jia)裝(zhuang)屏(ping)蔽(bi)罩(zhao)
，那(na)樣(yang)就(jiu)會(hui)更(geng)好(hao)地(di)抑(yi)製(zhi)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)。

 

 

隨著開關電源的體積越來越小、功率密度越來越大
，EMI控製問題成為開關電源穩定性的一個關鍵因素。由上述分析可知，采用EMI濾波技術、屏蔽技術、密封技術及接地技術等

，可以有效地抑製、消除幹擾源及受擾設備之間的禍合和輻射，切斷電磁幹擾的傳播途徑
，從而提高開關電源的電磁兼容性。

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