開關(guān)電源中電磁干擾的產(chǎn)生及其抑制

李中學(xué) 許丹

摘要：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。因此，本文分析了開關(guān)電源電磁干擾形成的原因，并探討了抑制干擾的措施以及具體操作。

關(guān)鍵詞：開關(guān)電源；電磁干擾；抑制措施

開關(guān)電源在實(shí)際工作過程中會產(chǎn)生一定的電磁干擾，而電磁干擾的產(chǎn)生會對電網(wǎng)設(shè)備和其他設(shè)備帶來很大的影響，因而提出必要的抑制電磁干擾措施就十分必要。

1 開關(guān)電源電磁干擾的原因

如果單從聲音源頭來劃分， 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

要排除電磁干擾，我們可以從三方面入手。①減弱干擾信號。一般治理環(huán)境污染時(shí)我們講究切斷污染源，其實(shí)和減弱干擾信號是一個(gè)意思。沒有干擾信號，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)電源才能面對來自自身的高速電流干擾和外部的噪聲干擾。針對這三種思路，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)。

2.1 電源線帶來的電磁干擾

電源線干擾主要指的是電網(wǎng)用電設(shè)備在實(shí)際工作過程中，會產(chǎn)生一定的電磁干擾沿著電源線船舶。電源線干擾主要分為以下幾個(gè)方面：差模干擾和共模干擾。其中差模干擾指的是通過輸入電源線和地線回路進(jìn)行傳輸。而共模干擾主要指的是電流的傳波通道不同，主要以輸入電源線傳輸。

2.2 輸入整流濾波電路帶來的諧波干擾

開關(guān)電源輸入端在實(shí)際主要采用橋式整流。而整流二極管的濾波和非線性電容具備一定的儲存功能，就會形成一個(gè)特定的周期性尖峰電流，這種輸入電流是一種畸形的特點(diǎn)，主要包含基波和大量的高次諧波分量，如果上述諧波流入電網(wǎng)中，就會帶來一定的諧波污染，甚至影響其他電器的正常工作。

2.3 開關(guān)電路帶來的干擾

開關(guān)電路作為主要開關(guān)電源的主要干擾原因之一，開關(guān)電源的核心就是開關(guān)電路，其主要由高頻變壓器和開關(guān)管構(gòu)成，開關(guān)電路產(chǎn)生的du/dt 具備比較大幅度的脈沖，同時(shí)具備諧波豐富和頻帶較寬的特點(diǎn)，從而容易形成關(guān)斷電壓的尖峰，當(dāng)電源電壓發(fā)生中斷時(shí)，就會產(chǎn)生一定的諧波電磁干擾，從而給其他設(shè)備的正常工作帶來極大影響。

2.4 其他干擾

除了上述幾種電磁干擾的產(chǎn)生方式之外，還存在一些其他的干擾方式，如通信開關(guān)電源上的分布參數(shù)、元器件寄生等都是電磁干擾產(chǎn)生的方式，散熱器和開關(guān)電源之間存在著變壓器、電容等，是產(chǎn)生電磁干擾的主要原因。此外，通信開關(guān)電源具備一些其他的特性，如智能化程度高、功率密度高等，同時(shí)電源內(nèi)部的場分布的特點(diǎn)較為復(fù)雜。如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不恰當(dāng)、PCB 布線不恰當(dāng)、輸出輸入電源布線不合理等，這些因素都會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生電磁干擾。

3 開關(guān)電源電磁干擾抑制措施的具體操作

3.1 抑制電磁干擾源

抑制電磁干擾源是一種主要的措施，可以極大的降低開關(guān)電源的電磁干擾。主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：功率因數(shù)校正技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)等進(jìn)行分析。

（1）功率因數(shù)校正技術(shù)。該技術(shù)也稱作PFC 技術(shù)，主要是為了解決輸入電流波形的畸變，同時(shí)還可以有效使得電流諧波含量降低，因而需要使用功率因數(shù)校正技術(shù)，該技術(shù)主要是指在其實(shí)際工作過程中，有效改變電流的波形，使其具備正弦波，從而降低了開關(guān)電源的電磁干擾。（2）軟開關(guān)技術(shù)。該技術(shù)主要是為了減少開關(guān)器件的損耗，同時(shí)還可以極大的改善開關(guān)器件的電磁兼容特性。開關(guān)器可以通過斷開和接通過程中，會產(chǎn)生一定的尖峰電壓。而使用軟開關(guān)技術(shù)，可以使得開關(guān)轉(zhuǎn)換發(fā)生在零電流和零電壓過程中，從而有效抑制了電磁干擾的產(chǎn)生。

3.2 破壞電磁干擾的傳波途徑

破壞電磁干擾的傳波途徑也可以極大的抑制電磁干擾的影響，在實(shí)際處置過程中可以采用電源輸入EMI 濾波器處理，該方法可以有效抑制傳導(dǎo)干擾。如將濾波器安裝在電源的輸入端上，這樣可以有效一直開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾向外傳波，同時(shí)，還可以有效抑制其他因素，如噪聲等對電源自身的影響。而在濾波電路中，還可以采用三端電容器、穿心電容器、鐵氧體磁環(huán)等，來改善電路的濾波性質(zhì)。

3.3 采用接地和屏蔽來降低電磁敏感設(shè)備的敏感性

采取接地或者屏蔽措施，可以實(shí)現(xiàn)有效降低電磁敏感設(shè)備的敏感性，從而起到抑制開關(guān)電源的電磁干擾影響。一些設(shè)備如輸出二極管、功率開關(guān)管等，這些設(shè)備通常具備較大的功率損耗，而為了達(dá)到散熱這些設(shè)備的目的，而需要安裝散熱器，但是，這種方法在一定程度上會增加電磁干擾的產(chǎn)生，給用電設(shè)備帶來極大的影響，而采取上述方法可以極大的抑制電磁干擾。而將大地和電源某些部分相連接，都會起到一定的抑制作用，從而起到保護(hù)用電設(shè)備的目的。

4 結(jié)語

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，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。

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