為了抑製通信開關電源受到的電磁幹擾，解決其電磁兼容性問題，從開關電源的電磁幹擾，電磁兼容性等的特點出發，詳細分析共模／差模幹擾，傳導幹擾和輻射幹擾
，並根據相應的幹擾問題，提出了開關電源內部PCB布線、元器件分布要求，EMI濾波電路，典型的共模／差模幹擾濾波器及其改進方法。同時從電路設計，儀器設備等方麵進行改進，進而達到開關電源的工作性能最優化。

 

現代通信
，電子、電氣設備的正常工作都離不開電源。通信電源在通信設備中具有不可比擬的重要地位。隨著通信事業的飛速發展
，手機、電話、diannaodengtongxingongjuzourenrenmendeshenghuo，yijingbiandeyuelaiyuepubian。tongxinshebeidebuduangengxin，duiyutongxinkaiguandianyuandeyaoqiuyeyuelaiyuegao。tongxinkaiguandianyuanjuyoutijixiao
、重量輕
、效率高
、工作可靠等優點，廣泛應用於光數據傳輸、程控交換

、無線基站
、有線電視係統及IP網絡中
，是電子電氣設備正常工作的“心髒”。
 

 

通tong信xin開kai關guan電dian源yuan要yao穩wen定ding工gong作zuo就jiu要yao有you很hen強qiang的de抗kang電dian磁ci幹gan擾rao能neng力li，對dui於yu電dian場chang
，磁ci場chang及ji電dian磁ci波bo等deng要yao有you足zu夠gou的de抗kang幹gan擾rao能neng力li
，保bao證zheng自zi身shen能neng夠gou正zheng常chang工gong作zuo以yi及ji通tong信xin設she備bei供gong電dian的de穩wen定ding且qie不bu間jian斷duan，同tong時shi也ye要yao不bu受shou通tong信xin係xi統tong本ben身shen因yin通tong信xin時shi電dian磁ci波bo帶dai來lai的de幹gan擾rao。一yi般ban來lai講jiang，開kai關guan電dian源yuan受shou到dao的de幹gan擾rao源yuan有you電dian壓ya電dian流liu快kuai速su變bian化hua造zao成cheng的de幹gan擾rao
，傳chuan導dao幹gan擾rao和he輻fu射she幹gan擾rao。開kai關guan電dian源yuan的de幹gan擾rao來lai源yuan有you：開kai關guan電dian源yuan的de大da功gong率lv開kai關guan管guan工gong作zuo在zai高gao壓ya大da電dian流liu的de切qie換huan狀zhuang態tai

，由you導dao通tong切qie換huan為wei關guan斷duan狀zhuang態tai時shi形xing成cheng浪lang湧yong電dian壓ya，或huo由you關guan斷duan切qie換huan為wei導dao通tong狀zhuang態tai時shi形xing成cheng的de浪lang湧yong電dian流liu
，它ta們men的de高gao次ci諧xie波bo成cheng分fen會hui通tong過guo空kong間jian向xiang外wai發fa射she或huo通tong過guo電dian源yuan線xian的de傳chuan導dao構gou成cheng幹gan擾rao源yuan。由you關guan斷duan切qie換huan為wei導dao通tong狀zhuang態tai時shi，開kai關guan變bian壓ya器qi副fu方fang的de整zheng流liu二er極ji管guan受shou反fan方fang向xiang恢hui複fu特te性xing的de限xian製zhi，產chan生sheng尖jian峰feng狀zhuang的de反fan向xiang電dian流liu
，它ta與yu二er極ji管guan結jie電dian容rong以yi及ji引yin線xian電dian感gan等deng形xing成cheng阻zu尼ni正zheng弦xian振zhen蕩dang，也ye含han有you大da量liang的de諧xie波bo成cheng分fen，構gou成cheng幹gan擾rao。

 

通信開關電源電磁幹擾特點：

 

（1）整流或續流二極管及主功率變壓器在高壓、大電流及高頻開關的方式下工作
，其電流電壓快速變化會造成幹擾，從而造成開關電源內部工作的不穩定，使電源的性能降低。

 

（2）收發天線的極化，方向特性EMC輻射。通信開關電源受到：9 kHz～30 MHz的射頻磁場幹擾；30～1 000 MHz的射頻電場幹擾。

 

（3）部分電磁場通過開關電源機殼的縫隙，向周圍空間輻射，與通過電源線
、直zhi流liu輸shu出chu線xian產chan生sheng的de輻fu射she電dian磁ci場chang，一yi起qi通tong過guo空kong間jian傳chuan播bo的de方fang式shi，對dui其qi他ta高gao頻pin設she備bei及ji對dui電dian磁ci場chang比bi較jiao敏min感gan的de設she備bei造zao成cheng幹gan擾rao，引yin起qi其qi他ta設she備bei工gong作zuo異yi常chang。

 

因此，對通信開關電源，要限製由負載線、電(dian)源(yuan)線(xian)產(chan)生(sheng)的(de)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)圾(ji)空(kong)間(jian)傳(chuan)播(bo)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)輻(fu)射(she)電(dian)磁(ci)場(chang)幹(gan)擾(rao)量(liang)，使(shi)它(ta)們(men)能(neng)與(yu)處(chu)於(yu)同(tong)一(yi)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)其(qi)他(ta)電(dian)信(xin)設(she)備(bei)均(jun)能(neng)夠(gou)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)

，互(hu)不(bu)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)。

2 國內外電磁兼容性標準

 

diancijianrongxingshizhishebeihuoxitongzaiqidiancihuanjingzhongnengzhengchanggongzuoqiebuduigaihuanjingzhongderenheshiwugouchengbunengchengshoudedianciganraodenengli。guoneiwaiyiyoudaliangdediancijianrongxingbiaozhun，weixitongneideshebeixianghudadaodiancijianrongxingzhidingleyueshutiaojian。qizhongCISPR16
、CISPR22及CISPR24構成了信息技術設備包通信開關電源設備的電磁兼容性測試內容及測試方法要求，是目前通信開關電源電磁兼容性設計的最基本要求。

3 開關電源的電磁兼容性問題分析

 

通(tong)信(xin)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)因(yin)工(gong)作(zuo)在(zai)高(gao)電(dian)壓(ya)大(da)電(dian)流(liu)的(de)開(kai)關(guan)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)下(xia)，其(qi)引(yin)起(qi)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)問(wen)題(ti)的(de)原(yuan)因(yin)是(shi)相(xiang)當(dang)複(fu)雜(za)的(de)。有(you)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)的(de)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)對(dui)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)；同時
，開關電源由於本身的電路設計
，PCB布線，元器件的性能等也會對通信
，或其他電子、電氣設備產生幹擾。其中
，按耦合通路來分
，可分為傳導幹擾和輻射幹擾兩種；anzhaoganraoxinhaoduiyudianluzuoyongdexingtaibutong
，kejiangdianyuanxitongneideganraofenweigongmoganraohechamoganraoliangzhong。tongchang
，xianludianyuanxianshangderenhechuandaoganraoxinhao，doukebiaoshichenggongmohechamoganraoliangzhongfangshi。

 

在開關電源中，主功率開關管在高電壓
、dadianliuhuoyigaopinkaiguanfangshigongzuoxia，kaiguandianyajikaiguandianliudeboxingzaizuxingfuzaishijinsiweifangbo，boxinhaohanyoufengfudegaocixiebo，gaigaocixiebodepinpukedafangbopinlvde1 000次以上。由於電壓差可以產生電場、dianliudeliudongkeyichanshengcichang，yijifengfudexiebodianyadianliudegaopinbufenzaishebeineibuchanshengdiancichang，congerzaochengshebeineibugongzuodebuwending，shishebeidexingnengjiangdi。tongshi，youyudianyuanbianyaqideloudianganjifenbudianrong

，yijizhugonglvkaiguanqijiandegongzuozhuangtaibingbushilixiangde
，zaigaopinkaihuoguanshi，changchanshenggaopingaoyadejianfengxiebozhendang，gaixiebozhendangchanshengdegaocixiebo，tongguokaiguanguanyusanreqiwendefenbudianrongchuanruneibudianluhuotongguosanreqijibianyaqixiangkongjianfushe。

 

通tong信xin開kai關guan電dian源yuan采cai用yong了le有you源yuan功gong率lv因yin數shu校xiao正zheng，雖sui然ran控kong製zhi複fu雜za

，但dan效xiao果guo與yu負fu載zai無wu關guan，提ti高gao了le功gong率lv因yin數shu

，使shi性xing能neng更geng佳jia。同tong時shi
，開kai關guan電dian源yuan采cai用yong軟ruan開kai關guan技ji術shu來lai降jiang低di電dian路lu開kai關guan功gong耗hao，減jian少shao噪zao聲sheng
，提ti高gao電dian路lu的de效xiao率lv及ji可ke靠kao性xing。但dan是shi，軟ruan開kai關guan無wu損sun吸xi收shou電dian路lu多duo利li用yongL，C進行能量轉移，利用二極管的單向導電性能實現能量的單向轉換，因而，該諧振電路中的二極管成為電磁幹擾的一大幹擾源。

 

通信開關電源中，一般利用儲能電感及電容器組成L，C濾lv波bo電dian路lu，實shi現xian對dui差cha模mo及ji共gong模mo幹gan擾rao信xin號hao的de濾lv波bo，以yi及ji交jiao流liu方fang波bo信xin號hao轉zhuan換huan為wei平ping滑hua的de直zhi流liu信xin號hao。由you於yu電dian感gan線xian圈quan的de分fen布bu電dian容rong
，導dao致zhi了le電dian感gan線xian圈quan的de自zi諧xie振zhen頻pin率lv降jiang低di，從cong而er使shi大da量liang的de高gao頻pin幹gan擾rao信xin號hao穿chuan過guo電dian感gan線xian圈quan，沿yan交jiao流liu電dian源yuan線xian或huo直zhi流liu輸shu出chu線xian向xiang外wai傳chuan播bo。濾lv波bo電dian容rong器qi，隨sui著zhe幹gan擾rao信xin號hao頻pin率lv的de上shang升sheng，由you於yu引yin線xian電dian感gan的de作zuo用yong，導dao致zhi電dian容rong量liang及ji濾lv波bo效xiao果guo不bu斷duan下xia降jiang，直zhi至zhi達da到dao諧xie振zhen頻pin率lv以yi上shang時shi，完wan全quan失shi去qu電dian容rong器qi的de作zuo用yong而er變bian為wei感gan性xing。不bu正zheng確que地di使shi用yong濾lv波bo電dian容rong及ji引yin線xian過guo長chang
，也ye是shi產chan生sheng電dian磁ci幹gan擾rao的de一yi個ge原yuan因yin。

 

 

減小通信開關電源本身設計時的內部幹擾：抑製高頻開關變壓器的噪聲，吸收緩衝

，降低漏感
；在電路設計時PCB的合理布線，盡量不走環線；幹擾比較重的放在一起，低頻，低壓幹擾小的遠離
；盡可能減小回路包容的麵積
；正負導線盡可能接近；增強輸入／輸出濾波電路的設計
，改善APFC電路的性能，消除或者減小二極管的電流快速變化。其中常用的電路是零電壓開關ZVS
、零電流開關ZCS和準諧振ZVS／ZCS電路。該技術極大地降低了開關器件所產生的電磁幹擾。利用組合軟開關技術結合的無損耗吸收技術與諧振式零電壓技術、零電流技術的優點，解決在電路中因並聯或串聯諧振網絡，產生的諧振損耗。對功率開關管波形整形
；模擬與數字
，高壓與低壓等的隔離。

 

 

xiaochutongxinkaiguandianyuandechuandaoganraohefusheganraochuandaoganraozhuyaoshiyouyuxinhaojingdianwangchuanbo
，huiduiqitadianzishebeichanshengyanzhongganrao，wangwangyinqigengyanzhongdewenti。changyongdeyizhifangfayou：緩衝器法，減少耦合路徑法
，減少寄生元件法等。而傳導幹擾的極限值，可參考國標中的電磁兼容規範GB9254-1988
，（386833．9-87
，GB6833．4-1987

，GB6833-1987。

 

在輻射研究中天線是電磁輻射源，在開關電源電路中，主電路中的元器件、連線等都可認為是天線，同時手機電話等的MCU與LCD的數據線
、地di址zhi線xian工gong作zuo頻pin率lv高gao
，也ye是shi產chan生sheng輻fu射she幹gan擾rao的de主zhu要yao幹gan擾rao源yuan。可ke以yi通tong過guo增zeng加jia提ti高gao抗kang幹gan擾rao能neng力li的de器qi件jian提ti高gao易yi受shou外wai界jie幹gan擾rao的de小xiao信xin號hao電dian路lu的de抗kang幹gan擾rao能neng力li；並綜合考慮各種接地措施，提高整體的電磁兼容性。開關電源在輸入電路中容易受到共模／差模幹擾，此時，可以利用EMI濾波電路抑製此幹擾。EMI濾波電路如圖1（a）所示。其中
，L1

，L2為共模抑製電感，與C1～C7組成線路低通濾波器：C1，C4
，C5用於抑製差模噪聲，這裏選用0．33μF的聚丙烯薄膜電容器；C2，C3和C6
，C7用yong於yu抑yi製zhi共gong模mo噪zao聲sheng，因yin為wei它ta們men安an裝zhuang在zai機ji殼ke和he端duan子zi間jian，會hui有you漏lou電dian電dian流liu流liu向xiang機ji殼ke，為wei防fang止zhi觸chu電dian，這zhe裏li選xuan用yong漏lou電dian流liu小xiao，不bu易yi擊ji穿chuan和he損sun壞huai的de雲yun母mu電dian容rong器qi，容rong量liang為wei3．300 pF和0．1μF；C1～C7耐壓值均選為交流250 V。

 

開關電源對內
、外的幹擾及抗幹擾中
，共模信號與開關器件的工作方式、散熱器的安裝及整機PCB板與機殼的連接有相當複雜的關係，共模信號在一定的條件下又可轉變成差模信號。其中解決共模幹擾除了上述一般的EMI濾波電路，還可按如下電路圖的思想在電路上改進，使開關電源能夠在電路上改進從而提高性能。圖1（b）為共模／差模幹擾濾波器典型電路，圖1（c）為在圖1（b）基礎上變異的共模／差模幹擾濾波電路。

（3）隔(ge)離(li)電(dian)源(yuan)與(yu)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)，增(zeng)強(qiang)通(tong)信(xin)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。在(zai)通(tong)信(xin)端(duan)口(kou)及(ji)控(kong)製(zhi)端(duan)口(kou)的(de)小(xiao)信(xin)號(hao)電(dian)路(lu)中(zhong)，選(xuan)用(yong)具(ju)有(you)抗(kang)靜(jing)電(dian)幹(gan)擾(rao)的(de)器(qi)件(jian)。而(er)單(dan)位(wei)脈(mai)衝(chong)幹(gan)擾(rao)的(de)頻(pin)譜(pu)最(zui)寬(kuan)
，容(rong)易(yi)以(yi)共(gong)模(mo)的(de)方(fang)式(shi)傳(chuan)入(ru)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)內(nei)
，可(ke)采(cai)用(yong)吸(xi)收(shou)式(shi)濾(lv)波(bo)器(qi)消(xiao)除(chu)，減(jian)小(xiao)共(gong)模(mo)電(dian)感(gan)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)、加強輸入電路的共模信號濾波來提高係統的抗擾性能。隔離
，屏蔽其他幹擾信號的幹擾，以及自身對於其他設備的幹擾。

 

切斷幹擾信號的傳播途徑：電磁屏蔽，用金屬外殼加強屏蔽效果
，並進行良好的接地處理（注意大地與係統地不可接在一起），各控製單元間的大麵積接地用接地板屏蔽，同時也可以改善開關電源內部工作的穩定性。