專注解決（jué）直流電（diàn）源方案

　　開關電源電磁幹擾抑製的目的是使產品在（zài）一定的電（diàn）磁環境下（xià）受到電磁幹擾時，無（wú）性能的下（xià）降或故障，能工（gōng）作正常，同時對電磁環境不構成汙（wū）染。

　　一、開關電源電磁幹擾（rǎo）的產生機理

　　開關電源產生（shēng）的幹（gàn）擾，按噪聲幹擾源種類來分，可分為尖（jiān）峰幹擾和諧波幹擾兩種。若按（àn）耦合（hé）通路來分，可分為傳導幹擾和輻射幹擾兩種。現（xiàn）在按噪聲幹擾源來分別說明；

　　1、二極管的反向恢複時（shí）間引起的幹擾

　　高頻整流回（huí）路中的整流二極管正（zhèng）向導通時有較大的正向電流流過，在其（qí）受（shòu）反偏電壓而（ér）轉向（xiàng）截止時（shí），由於pn結中有較多的載流子積累，因而在載流子消失之前的（de）一段時間裏，電流會反向流（liú）動，致（zhì）使載流子消（xiāo）失的反向恢複（fù）電流急劇減少而（ér）發生（shēng）很大的電流變化(di／dt)。

　　2開關管工作時產生的諧波幹擾

　　功（gōng）率開關管（guǎn）在導通時流（liú）過較大的脈衝電流。例如正激型，推挽型（xíng）和橋式變換器的（de）輸入電流波形在阻性負載時近似為矩形波（bō），其（qí）中含有豐富的（de）高次諧波分量。當采用零（líng）電流、零電（diàn）壓（yā）開關時，這種諧波幹（gàn）擾將會很小。另外，功率開關（guān）管在截（jié）止期間，高頻變壓器繞組漏感引起的（de）電流突變，也會產生尖峰幹擾。

　　3交流輸入回路產生的幹擾

　　無工頻變壓器的開關電源輸入端整（zhěng）流管在反向恢複期間會引起高頻衰減振蕩產生幹擾。

　　開關電源產（chǎn）生的尖峰幹擾和諧波幹擾能量，通過開關電源的輸入輸出線傳播出去而（ér）形成的幹擾（rǎo）稱之為傳導幹擾；而諧波和寄生（shēng）振（zhèn）蕩的能量，通過輸入輸出線傳（chuán）播時，都（dōu）會在空間產生電場和磁場。這種通過電磁輻射（shè）產生（shēng）的幹擾稱為（wéi）輻射幹擾。

　　4、其他（tā）原因

　　元器件的寄生參數，開關電源的原理圖設計不夠完美，印刷線路板(pcb)走線通常采用（yòng）手工布置（zhì），具有很大的（de）隨意性（xìng），pcb的（de）近場幹擾大，並且印刷板上器件的安裝（zhuāng）、放置，以及方位（wèi）的不合理都會造成emi幹擾。

　　二、電磁幹擾的（de）相關理論

　　1、開關電源的主要電磁幹（gàn）擾源

　　開關電源中的電磁幹擾源主要有開關器件、二極管和非線性無（wú）源元件。在開關電源中，印製板布（bù）線不當也是引起電磁幹擾的一個主要因數。

　　1.1開（kāi）關電路產生的電磁幹擾

　　對開關電源來說，開關電路產生的（de）電磁幹擾是（shì）其主要幹擾源（yuán）之一。開關電路是開（kāi）關電源的核心，主要由開關管和高額變壓器（qì）組成。他產生（shēng）的dv／dt具有較大的脈衝，頻帶較寬且諧波豐富。這種脈衝幹擾產生的主要原因是：

　　(1)開（kāi）關管負載為高頻變壓器初級線圈，是（shì）感性負（fù）載。在開關導通瞬間，初級線圈產生很大（dà）的湧流，並在初級線圈的兩端出（chū）現較高的浪湧（yǒng）尖峰電壓．在（zài）開關管斷開瞬間，由於初級線圈的漏磁通，致使一部分能量沒有從（cóng）一次線圈傳輸到二次線圈，儲藏在電感中的這部分能量將和集電極電路中的電容、電阻（zǔ）形成帶有尖峰的衰減振蕩，疊加在關斷電壓上（shàng），形成關斷尖峰電壓。

　　這種電源電壓中斷會產生與初級線圈接通時一樣的磁化衝擊電流瞬變，這個噪（zào）聲（shēng）會傳導到輸入輸（shū）出端，形成傳導幹（gàn）擾，重者有可能擊穿開關管。

　　(2)脈衝變壓（yā）器初級線圈，開關管和濾波電容構（gòu）成的高頻開關電流（liú）環路可能產生較（jiào）大的空間輻射，形成輻射幹擾，如果電容（róng）濾（lǜ）波（bō）容量不足或高頻特性（xìng）不（bú）好，電容上的高頻阻抗會使（shǐ）高（gāo）頻電（diàn）流以差模方式（shì）傳導到交流電源中形成傳導幹擾。

　　1.1.2二極管整流電路產生的電磁幹擾

　　主電路中整流（liú）二極管產生（shēng）的反（fǎn）向恢複電流的1di／dt1遠比續流二極（jí）管恢複電流Idi／dtl小得多。作為電磁幹擾源來研究，整流二極管反向恢複電流形（xíng）成的幹（gàn）擾強度大，頻帶寬（kuān）。整流（liú）二極（jí）管產生的電壓跳變遠小於電源中的功率（lǜ）開關管導通和（hé）關斷（duàn）時（shí）產生的電壓跳（tiào）變。因此，不計整流二極管產生（shēng）的Idv／dtI和Idi／dtl的影響，而把整流電（diàn）路（lù）當成電磁（cí）幹擾耦合通道的一部分來研究也是可以的。

　　2、開關電源電磁幹擾的耦（ǒu）合通道

　　開關電源通（tōng）過耦合通道對自身產生幹擾。通常多采用差模（mó）和共模（mó）幹擾加以分析（xī）。

　　“共（gòng）模（mó）幹擾”是指（zhǐ）幹擾大小和方向一致，其存在於電源任何（hé）一相對大地，或中線對大地間。共模幹擾也稱縱模幹擾、不對稱（chēng）幹擾或接地幹擾。是載流體與大地之間的（de）幹擾。

　　“差模幹擾”是指幹擾大小相等，方向相反，其存在於電源相線與中線之間。差（chà）模幹擾也稱常模幹擾、橫（héng）模幹擾或對稱幹擾（rǎo）。·這是載流體之間的（de）幹擾。

　　共模幹擾說明（míng）了幹擾是由輻射或串擾耦合到電路中的。而差模幹擾則說明（míng）了幹擾是（shì）源（yuán）於同一（yī）條電路的。通常這兩種幹擾是同時存在的（de），由於（yú）線路阻抗（kàng）的不平衡，兩種幹擾在傳輸中還會互相轉化．所以情況非常複雜（zá）。

　　三、抑製幹擾（rǎo）的幾種措施

　　形成電磁幹擾的三要素是（shì）幹擾源、傳播（bō）途徑和受擾設備。因（yīn）而，抑製電磁幹擾也應該從這（zhè）3方（fāng）麵著手。首先應該抑製（zhì）幹擾源，直接消除幹擾原（yuán）因，其次是消除幹擾源和受擾設備之間的耦合和輻射，切斷電磁幹擾的傳播途徑；第三是提高受擾設備的抗擾能力，減低其對噪聲的敏感度。目前抑製幹擾的幾（jǐ）種（zhǒng）措施基本上都是用切斷電磁幹（gàn）擾（rǎo）源和受擾設（shè）備之間的耦合通道，它們確是行之有效的（de）辦法。常用的方法是（shì）屏蔽、接地和濾波。

　　采用屏蔽技術可以有效地抑製（zhì）開關電（diàn）源的電磁輻射幹擾。例如，功率開關管和輸出二（èr）極管通常有較大的功率損耗，為了散熱（rè）往往需要安裝散熱器或直接安裝在電源底板上。器件（jiàn）安裝時需要導熱性能好的絕緣片進行絕緣．這就使器（qì）件與底板和散熱器之間產（chǎn）生了分（fèn）布電容，開關電源（yuán）的底板是交流電源的（de）地線，因而通過器件與底板（bǎn）之間的分布電容將電磁幹擾耦合到（dào）交流輸入（rù）端產生共模幹（gàn）擾，解決這（zhè）個（gè）問題的辦法是采用兩層（céng）絕緣片之間夾一（yī）層屏蔽片，並把屏（píng）蔽片（piàn）接到直流地上，割斷了射頻幹擾（rǎo）向（xiàng）輸入電網（wǎng）傳播的途徑。為了抑製開關電源產生的輻射，電（diàn）磁幹擾對其他電子設備的影響，可完全按照對磁場屏蔽的方法來加工屏蔽罩，然後將整個屏蔽罩與係統的機（jī）殼和地（dì）連接為一體，就能對電磁場（chǎng）進行有效（xiào）的屏蔽（bì）。電源某些部分與大地相連可以起到（dào）抑製幹擾的作用。例如，靜電（diàn）屏蔽層接地可以抑製變化電場的幹擾。

　　電磁屏（píng）蔽（bì）用的導體原則上可以不接地，但不接地的屏蔽導體時常增強靜（jìng）電（diàn）耦合而產（chǎn）生所謂（wèi）“負靜電屏蔽”效應。所以仍以接地為好，這樣使電磁屏蔽能同時發揮靜電屏（píng）蔽的作用。電路的公共參考點與（yǔ）大地相連，可為信號回路提（tí）供（gòng）穩定的參考電（diàn）位。因此，係統中（zhōng）的安全保護地線、屏蔽接地線和公共參考地線各自形成接地母線後，最終都與（yǔ）大地相連（lián）．

　　在電路係統（tǒng）設計中應遵循。一點接地”的原則，如果形成多點接地，會出現閉合（hé）的接地環路，當磁力線穿過該回（huí）路時將產生磁感應噪聲，實際上很難實現“一點接地”。因（yīn）此，為降低接地阻抗（kàng），消除分布電容的影響而采取平麵式（shì）或多點接地．利用一個導電平麵(底板或多層印製板電路的（de）導電平麵層（céng）等)作為參考地。需要接地的各部（bù）分就近接到（dào）該參考地上。為進一步減小接地回路的壓降，可用旁路電容減少（shǎo）返回電流的幅（fú）值。在低（dī）頻和（hé）高頻共存的（de）電路係統中，應分（fèn）別將（jiāng）低頻電路、高頻電（diàn）路、功率電路的（de）地線單獨連接後，再連接到公共參考點上。

　　濾（lǜ）波是抑製傳（chuán）導幹擾的一種很好的辦法。例如，在電源輸入端接上濾波器，可以抑製（zhì）開關電（diàn）源產生並向電網反饋的幹擾．也可以抑製來（lái）自電網的噪聲對電源（yuán）本身的侵害。在濾波電路中，還采用很多專用的濾波元件，如穿心（xīn）電容器、三端電容器、鐵氧體磁環，它們能夠改善電路的濾渡特性。恰（qià）當地設計（jì）或（huò）選擇濾波（bō）器，並（bìng）正確地安裝和使用（yòng）濾波器，是抗（kàng）幹擾技術的重（chóng）要組成部分。

　　產生（shēng）開關電源電磁幹（gàn）擾的因素還很多，抑製電磁幹擾還有大量的工作。全麵抑製開關電源的各種噪聲（shēng）會使開關電源得到更（gèng）廣泛的應用（yòng）。