開關電源電磁干擾及其抑制技術研究

于振 徐天明 趙久富 柴軍

摘 要 在電子信息技術高速發(fā)展的今天，開關電源由于具有較高的控制效率和更好的穩(wěn)定性，被廣泛應用于各領域。實際使用開關電源時，會頻繁出現(xiàn)電磁干擾問題，影響了開關電源的使用體驗。需要相關學者專注相關抑制技術的研究，以解決開關電源電磁干擾問題，推動開關電源的可靠、穩(wěn)定應用。鑒于此，本文對開關電源電磁干擾及其抑制技術進行分析，以供參考。

關鍵詞 開關電源;電磁干擾;抑制技術

引言

開關電源的應用越來越廣泛，在其設計運行過程中會產(chǎn)生相對嚴重的電磁干擾，電磁干擾會破壞整個電路運行的穩(wěn)定性，因此相關技術人員要深入研究電磁干擾抑制技術，并結(jié)合實際情況對其產(chǎn)生的原有進行具體分析，通過合理的增加相關的技術設備，來減少電磁干擾對電路的影響，本文從多個方面闡述了開關電源工作中產(chǎn)生電磁波的原因及應對方法，我們要對影響開關電源穩(wěn)定性的因素進行綜合分析，充分的結(jié)合多種技術來制定電路的設計方案，有效的控制和消除電磁干擾給電路帶來的不利影響。

1開關電源的工作原理及電磁干擾機理分析

首先，開關電源在實際使用過程中會產(chǎn)生一定的電磁干擾。然而這種現(xiàn)象主要是由于開關電源在實際工作過程中，其自身的一些零部件所構(gòu)成的開關電路在實際工作過程中存在的一些現(xiàn)象。而且這些構(gòu)成的零件在實際工作過程中會具有一些比較大幅度的脈沖，所以也會產(chǎn)生一些較強的波動。

開關電源在實際運行的過程中，由于存在著高頻率的一些變壓器，所以產(chǎn)生的電磁干擾也比較強烈。高頻率的變壓器以及相關的零部件會形成一個較高頻率的開關電流的回路，在這個回路之間具有較大的空間輻射，所以如果相關的零部件在實際操作的過程中，如果一些基本的功能還有實際操作的容量存在短缺的話，那么電容器上的一些相應的零部件或者是高頻率的阻抗就會使得高頻的電流不斷地傳導在相應的開關電源中。這樣的情況就使得在實際傳導的過程中存在著一定的干擾[1]。

2開關電源電磁干擾形成原因

2.1 高頻變壓器產(chǎn)生的電磁干擾

通常變壓器初級線圈、開關管及濾波電容是高頻開關電源的主要組成部分。高頻開關電源工作時，易出現(xiàn)高頻開關電流環(huán)路，并且環(huán)路上會發(fā)生一定程度的空間復制。電量不足或電容器過濾器性能出現(xiàn)故障時，高頻電流在電容的高頻阻抗的作用下傳遞到交流電源，從而導致傳導電磁干擾現(xiàn)象，因此對開關電源的正常運行不好。

2.2 整流電路形成的電磁干擾

整流電路是開關電源電路中的關鍵組成部分。連接整流電路后，其中的二極管正向傳導，二極管兩端的電壓明顯上升，二極管的pn結(jié)電荷大量累積，導致靜電數(shù)字可能會增加一定程度。與此同時，隨著變壓器次級線圈開關管高頻率的轉(zhuǎn)換，會在極短時間內(nèi)導致二極管的PN結(jié)出現(xiàn)高頻率變化，從而導致電路電流逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，從而導致高頻電流發(fā)生大幅衰減和振動，從而導致電磁干擾現(xiàn)象，從而不利于提高開關電源的工作穩(wěn)定性的提升。

3開關電源的電磁干擾抑制技術的研究

3.1 擴頻調(diào)制技術

一般電磁干擾能量的強弱與頻率成正比，降低頻率表示電磁波能量減少。擴頻調(diào)制技術可有效地將諧波能量擴散到更大的頻率范圍，使能量在每個頻率帶均顯著減小。此外，為了提高電磁干擾抑制效果，建議將擴頻時鐘信號添加到交換機電源，并在交換機電路中輸出電磁信號。實際應用發(fā)現(xiàn)，擴頻調(diào)制技術可顯著抑制電磁干擾，提高可靠性，并且無須添加其他濾波設備和屏蔽設備。

3.2 接地技術抑制干擾

應用接地抑制干擾技術時，必須合理選擇接地點，進一步提高電磁干擾抑制效果。接地有問題不可避免地會導致更大的干擾，使電子測量設備難以有效操作。例如，對于電纜的屏蔽和屏蔽，必須合理選擇接地點，以提高抑制電磁干擾的能力。在實際操作中，測量使用一個或多個儀器，需科學選擇接地點，以更好地抑制電磁干擾。

3.3 屏蔽抗干擾抑制技術

開關電源在實際工作的過程中，會在傳播的空間產(chǎn)生一定的磁場和電場，所以在進行電磁干擾抑制的過程中，將電磁干擾的源頭以及受干擾物之間進行有效的隔離，這種屏蔽技術可以在實際操作過程中主要是分為兩種方式。第一種是利用靜電屏蔽。這種方法主要適用于靜電場的阻抗以及恒定電場的干擾。第二種方式是用電磁屏蔽，這樣就可以使得電磁波產(chǎn)生有效的變化，從而進一步的減少開關電源存在的電磁干擾，這樣減少了電氣設備受到電磁干擾的影響。

3.4 軟開關抑制技術

軟開關抑制技術主要是由于電源開關的開關基礎比較硬，所以他利用了諧振的技術或者是相應的控制技術，對于電源開關進行聯(lián)通或者截斷零電流狀態(tài)下進行的相應的先進技術。它在實際應用的過程中比較小型，而且輕量對于電磁兼容性高的相應特點都具有十分強的融合性。

3.5 濾波技術

濾波技術是將電磁干擾產(chǎn)生的不利信號進行阻礙，使電路中各個部件之間互干擾減小，對各個線路之間互相干擾的情況進行處理。我們想要有效阻斷電磁干擾唯一的措施就是加濾波器。濾波器的選擇是根據(jù)干擾源的特性，頻率范圍，電源等要求適當?shù)剡M行選擇。一般要滿足負載要求的衰減特性、負載電路的工作頻率和工作電流，而且濾波器還要有一定的抗電壓能力和足夠的機械強度。濾波器的安裝也是十分重要的，如果安裝不當則會使濾波器的性能衰減，達不到預期效果。濾波器一般安裝在干擾源的出口處，這樣才能有效地對電路中產(chǎn)生的干擾信號進行處理。濾波器分為有源濾波和無源濾波。有源濾波器是一種用動態(tài)抑制干擾信號的電子裝置。它可以對大小和頻率都有變化的信號進行無功補償，動態(tài)濾除各種干擾信號，把電路內(nèi)的干擾完全吸收，且沒有能量損耗。

4結(jié)束語

微電子技術發(fā)展迅速，在各行各業(yè)中開關電源技術已經(jīng)被普遍使用。隨著開關電源技術的廣泛應用，更多的電氣設備得以快速的應用到生產(chǎn)生活中來，一些技術性能相對較高的電器設備在使用時，需要相當穩(wěn)定的電力供應，所以我們要努力解決開關電源的電磁干擾問題，使開關電源自身性能得到穩(wěn)定的提升，保證供電電路的穩(wěn)定性，使電氣設備能夠正常的運轉(zhuǎn)。

參考文獻

[1] 錢忠源.開關電源電磁干擾及其抑制技術的分析[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2018，（10）：135-136.