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开关电源电磁干扰的分析与预防
中国开关电源门户网3月25日讯：现有的克制办法大多从清除搅扰源和受扰装备之间的耦合和辐射，切断电磁搅扰的流传门路起程，这确是克制搅扰的一种卓有成效的方式，但很少有人触及间接掌握搅扰源，清除搅扰，或进步受扰装备的抗扰才能，殊不知后者还有许多开展的空间。

序：改良办法的倡议
目前从电磁搅扰的流传门路起程来克制搅扰，已渐进成熟。

咱们的视点要回到开关电源器件自身来。

从多年的任务实际来看，在电路方面要注意以下几点：
印制板规划时，要将模仿电路区和数字电路区合理地离开，电源和地线独自引出，电源供给处聚集到一点；ＰＣＢ布线时，高频数字信号线要用短线，重要信号线最好集中在ＰＣＢ板中央，同时电源线尽可以远离高频数字信号线或用地线隔开。

其次，可以依据耦合系数来布线，尽量增添搅扰耦合。

印制板的电源线和地线印制条尽可以宽，以减小线阻抗，从而减小公共阻抗引起的搅扰噪声。

器件多选用贴片元件和尽可以延长元件的引脚长度，以减小元件散布电感的影响。

在Vdd及Vcc电源端尽可以接近器件接入滤波电容，以延长开关电流的流通门路，如用10μＦ铝电解和01μＦ电容并联接在电源脚上。

关于高速数字ＩＣ的电源端可以用钽电解电容替代铝电解电容，因为钽电解的对地阻抗比铝电解小得多。

论断发作开关电源电磁搅扰的因素还很多，克制电磁搅扰还有少量的任务。

片面克制开关电源的各种噪声会使开关电源得到更普遍的运用。

一、开关电源电磁搅扰的发作气理
开关电源发作的搅扰，按噪声搅扰源品种来分，可分为尖峰搅扰谐和波搅扰两种；若按耦合通路来分，可分为传导搅扰和辐射搅扰两种。

如今按噪声搅扰源来分手解释：
1、二极管的反向复原时光引起的搅扰
高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过，在其受反偏电压而转向截止时，因为PN结中有较多的载流子积攒，因此在载流子消逝之前的一段时光里，电流会反向活动，致使载流子消逝的反向恢来电流急剧增添而发作很大的电流变更。

2、开关管任务时发作的谐波搅扰
功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。

例如正激型、推挽型和桥式变换器的输出电流波形在阻性负载时近似为矩形波，其中含有丰硕的高次谐波重量。

当采取零电流、零电压开关时，这种谐波搅扰将会很小。

另外，功率开关管在截止时期，高频变压器绕组漏感引起的电流渐变，也会发作尖峰搅扰。

3、交换输出回路发作的搅扰
无工频变压器的开关电源输出端整流管在反向复原时期会引起高频衰减振荡发作搅扰。

开关电源发作的尖峰搅扰谐和波搅扰能量，通过开关电源的输出输出线流传进来而形成的搅扰称之为传导搅扰；而谐波和寄生振荡的能量，通过输出输出线流传时，都会在空间发作电场和磁场。

这种通过电磁辐射发作的搅扰称为辐射搅扰。

4、其余起因
元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够圆满，印刷线路板走线通常采取手工安排，具备很大的随便性，PCB的近场搅扰大，并且印刷板上器件的安装、搁置，以及方位的不合理都会形成EMI搅扰。

二、开关电源EMI的特征
作为任务于开关状况的能量转换安装，开关电源的电压、电流变更率很高，发作的搅扰强度较大；搅扰源重要集中在功率开关时期以及与之相连的散热器和高平变压器，相关于数字电路搅扰源的地位较为清晰；开关频率不高，重要的搅扰情势是传导搅扰和近场搅扰；而印刷线路板走线通常采取手工布线，具备更大的随便性，这增添了PCB散布参数的提取和近场搅扰预计的难度。

三、EMI测试技巧
目前诊断差模共模搅扰的三种方式：射频电流探头、差模克制网络、噪声分别网络。

用射频电流探头是测量差模共模搅扰最简朴的方式，但测量后果与规范限值对比要经过较庞杂的换算。

差模克制网络构造简朴，测量后果可间接与规范限值对比，但只能测量共模搅扰。

噪声分别网络是最幻想的方式，但其症结部件变压器的制作请求很高。

四、目前克制搅扰的几种办法
形成电磁搅扰的三要素是搅扰源、流传门路和受扰装备。

因此，克制电磁搅扰也应当从这三方面着手。

首先应当克制搅扰源，间接清除搅扰起因；其次是清除搅扰源和受扰装备之间的耦合和辐射，切断电磁搅扰的流传门路；第三是进步受扰装备的抗扰才能，减低其对噪声的敏感度。

目前克制搅扰的几种办法基础上都是用切断电磁搅扰源和受扰装备之间的耦合通道，它们确是卓有成效的方式。

罕用的方式是屏蔽、接地和滤波。

采取屏蔽技巧可以有效地克制开关电源的电磁辐射搅扰。

例如，功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗，为了散热往往须要安装散热器或间接安装在电源底板上。

器件安装时须要导热性能好的绝缘片进行绝缘，这就使器件与底板和散热器之间发作了散布电容，开关电源的底板是交换电源的地线，因此通过器件与底板之间的散布电容将电磁搅扰耦合到交换输出端发作共模搅扰，处理这个问题的方式是采取两层绝缘片之间夹一层屏蔽片，并把屏蔽片接到直流地上，割断了射频搅扰向输出电网流传的门路。

为了克制开关电源发作的辐射，电磁搅扰对其余电子装备的影响，可完整遵照对磁场屏蔽的方式来加工屏蔽罩，而后将全部屏蔽罩与体系的机壳和地衔接为一体，就能对电磁场进行有效的屏蔽。

电源某些局部与大地相连可以起到克制搅扰的作用。

例如，静电屏蔽层接地可以克制变更电场的搅扰；电磁屏蔽用的导体准则上可以不接地，但不接地的屏蔽导体时常加强静电耦合而发作所谓“负静电屏蔽”效应，所以仍以接地为好，这样使电磁屏蔽能同时施展静电屏蔽的作用。

电路的公共参考点与大地相连，可为信号回路供给稳固的参考电位。

因此，体系中的平安掩护地线、屏蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线后，最终都与大地相连。

在电路体系设计中应遵照“一点接地”的准则，如果形成多点接地，会涌现闭合的接地环路，当磁力线穿过该回路时将发作磁感应噪声，实际上很难完成“一点接地”。

因此，为下降接地阻抗，清除散布电容的影响而采取立体式或多点接地，运用一个导电立体作为参考地，须要接地的各局部就近接到该参考地上。

为进一步减小接地回路的压降，可用旁路电
容增添返回电流的幅值。

在低频和高频共存的电路体系中，应分手将低频电路、高频电路、功率电路的地线独自衔接后，再衔接到公共参考点上。

滤波是克制传导搅扰的一种很好的方式。

例如，在电源输出端接上滤波器，可以克制开关电源发作并向电网反应的搅扰，也可以克制来自电网的噪声对电源自身的损害。

在滤波电路中，还采取很多专用的滤波元件，如穿心电容器、三端电容器、铁氧体磁环，它们可以改良电路的滤波特征。

恰外地设计或抉择滤波器，并准确地安装和运用滤波器，是抗搅扰技巧的重要组成局部。

EMI滤波技巧是一种克制尖脉冲搅扰的有效办法，可以滤除多种起因发作的传导搅扰。

图3是一种由电容、电感组成的EMI滤波器，接在开关电源的输出端。

电路中，C1、C5是高频旁路电容，用于滤除两输出电源线间的差模搅扰；L1与C2、C4；L2与C3、C4组成共模搅扰滤波环节，用于滤除电源线与地之间非对称的共模搅扰；L3、L4的首次级匝数相等、极性相反，交换电流在磁芯中发作的磁通相反，因此可有效地克制共模搅扰。

测试标明，只有适中抉择元器件的参数，便可较好地克制开关电源发作的传导搅扰。