開關(guān)電源電磁干擾的抑制措施研究

曹峻瑀

（湖南省長(zhǎng)沙市南雅中學(xué) 410129）

開關(guān)電源電磁干擾的抑制措施研究

曹峻瑀

（湖南省長(zhǎng)沙市南雅中學(xué) 410129）

開關(guān)電源有著體積小，效率高，安全性能好的優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，但是開關(guān)電源在運(yùn)行過(guò)程中，容易受到電磁干擾的作用，影響了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。本文主要針對(duì)開關(guān)電源電磁干擾的原因與抑制措施進(jìn)行分析。

開關(guān)電源電磁干擾；原因；抑制措施

開關(guān)電源體積小，效率高，安全性能好，因此被得到廣泛應(yīng)用。但是開關(guān)電源，有一個(gè)最大的缺點(diǎn)，就是容易受到干擾，從而不能發(fā)揮作用。我們要做的就是研究開關(guān)電源的電磁干擾，并且針對(duì)這種干擾性，提出抑制措施。開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾最根本的原因就是它在工作時(shí)由于高頻率所產(chǎn)生的高di/dt和高dv/dt。作為一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，開關(guān)電源的電磁干擾，已經(jīng)成為困擾人們的主要問(wèn)題。其實(shí)，開關(guān)電源在其高速的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高速瞬變過(guò)程本身就是電磁干擾。要抑制開關(guān)電源的電磁干擾，就必須從抑制開關(guān)電源本身開始。

1 開關(guān)電源電磁干擾的原因

如果單從聲音源頭來(lái)劃分，開關(guān)電源的電磁噪聲可以分為兩大類。①開關(guān)電源本身的噪聲，由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)開關(guān)管和電流管而產(chǎn)生。②外部噪聲，由于共模和差模產(chǎn)生。

開關(guān)電源功率密度高，高速狀態(tài)下其高速器件本身產(chǎn)生的電磁干擾，就會(huì)影響電源開關(guān)本身的工作。抑制這種本身的電磁干擾，并且著重提高它對(duì)電磁的抗干擾能力是保證開關(guān)電源更好工作的關(guān)鍵。只有抗干擾能力上去了，這些零部件才能更好的運(yùn)轉(zhuǎn)，也提高了開關(guān)電源的使用壽命。

脈沖電流是功率開關(guān)管在高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的。功率開關(guān)管在運(yùn)行期間產(chǎn)生的尖峰電流更是對(duì)電源開關(guān)的一種干擾。

2 開關(guān)電源電磁干擾的抑制措施

其實(shí)要排除電磁干擾。我們可以從三方面入手。①減弱干擾信號(hào)。一般治理環(huán)境污染時(shí)我們講究切斷污染源，其實(shí)和減弱干擾信號(hào)是一個(gè)意思。沒(méi)有干擾信號(hào)，那么就談不上抗干擾了。②切斷傳播途徑。從電磁干擾到影響零部件工作之間有傳播途徑的問(wèn)題。具體在什么介質(zhì)中，在不同條件下，電磁干擾的傳播速度和強(qiáng)度不一樣。③提高開關(guān)電源的抗干擾能力。只有抗干擾能力上去了，開關(guān)電源才能面對(duì)來(lái)自自身的高速電流干擾和外部的噪聲干擾。

針對(duì)這三種思路，相應(yīng)的產(chǎn)生了三種方法：①改善電路結(jié)構(gòu)。②加強(qiáng)屏蔽。③印刷電路板抗干擾設(shè)計(jì)。

3 開關(guān)電源電磁干擾抑制措施的具體操作

電源線也會(huì)產(chǎn)生噪聲，是電網(wǎng)中各種電磁設(shè)備產(chǎn)生的。整流器的整流過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生噪音。所以我們?cè)谛惺沟谝粋€(gè)方法時(shí)，改善電路主要改善吸收電路。在開關(guān)管兩端并聯(lián)RC吸收電路，降低開關(guān)回路的干擾。還有一種是軟開關(guān)技術(shù)，在原來(lái)的硬開關(guān)中加入電容元件，造成電容和電感的諧振。

屏蔽是切斷傳播途徑的一種主要措施。屏蔽手段主要有EMI率波。很多抗干擾的電波容器中經(jīng)常應(yīng)用率波。它切斷了噪聲電磁向機(jī)器本身傳播的途徑。濾波器經(jīng)常安裝在開關(guān)電源的初始端，可以阻止電網(wǎng)的噪聲對(duì)電源本身的傷害。屏蔽手段主要用到的工具就是屏蔽罩。屏蔽是一種有效的抑制傳播途徑的方法，簡(jiǎn)潔高效，也經(jīng)常被用到抗電磁干擾上。用導(dǎo)電較好的電場(chǎng)對(duì)電磁干擾進(jìn)行屏蔽，這種方法安全高效，不會(huì)影響影響電路的正常工作。在開關(guān)電源中，接地是抑制干擾的重要方法。零電流、軟開關(guān)也可以達(dá)到很好的效果。屏蔽較好的材料可以選用鋼板或者是鋁板來(lái)操作。用屏蔽罩將整個(gè)屏蔽系統(tǒng)與機(jī)身本身的系統(tǒng)相分開，并使屏蔽罩接地，這樣就會(huì)屏蔽掉干擾的電磁波，保證機(jī)身正常工作。

第三就是對(duì)電路板進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)。要想使干擾降到最小，在我們已經(jīng)將干擾源以及切斷干擾途徑做到最好的時(shí)候，我們就需要從電路板上下功夫。對(duì)電路板進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)是提高電源開關(guān)抗干擾性的一個(gè)重要方法。印制電路板的抗干擾技術(shù)主要包括：電路板的布局，布線及接地。在布線中要求布局緊湊，二極管變壓器和輸出管終端必須相互貼近。在布線時(shí)要特別注意對(duì)電場(chǎng)和電磁的抑制。

在開關(guān)電源中，接地是抑制干擾的重要方法。但是我們必須遵循“一點(diǎn)接地”的原則。如果出現(xiàn)多點(diǎn)接地，就會(huì)出現(xiàn)閉合的環(huán)形電路。當(dāng)電磁波穿過(guò)該電路時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生磁性噪音。

4 結(jié)語(yǔ)

開關(guān)電源技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，其抗干擾的一些措施也是研究的核心所在。削弱干擾信號(hào)，切斷干擾的傳播途徑，提高自身抗干擾能力是抑制性措施的具體思路。使用軟開關(guān)技術(shù)、使用屏蔽罩技術(shù)以及重新對(duì)電路板進(jìn)行布局、接線，都是這些思路的具體措施。相信通過(guò)這些努力，開關(guān)電源的抗干擾性一定能夠得到很大的提高。

[1]孫玉軒.通信設(shè)備中開關(guān)電源實(shí)時(shí)測(cè)量、顯示與保護(hù)設(shè)計(jì)[J].襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（05）.

[2]舒艷萍，陳為，毛行奎.開關(guān)電源有源共模EMI濾波器研究及其應(yīng)用[J].電力電子技術(shù)，2007（06）.

[3]梁安平，王銀樂(lè).開關(guān)電源抗電磁干擾的研究與分析[J].電源世界，2008（07）.

[4]王建軍.創(chuàng)維4T60超級(jí)彩電開關(guān)電源的原理與維修[J].中國(guó)校外教育，2016（28）.

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