浅析开关电源EMI控制技术
教你如何通俗理解开关电源EMI
蓝色： 正弦波
绿色： 三角波
红色： 方波
可以看到，正弦波只有基波分量，但是三角波和方波含有高次谐波，谐波最大的是方波。
也就是说如果电流或者电压波形，是非正弦波的信号，都能分解出高次谐波。
那么如果同样的方波，但是上升下降时间不同，会怎样呢。
2.切断传播途径
3.增强抵抗力，这个就是所谓的Eபைடு நூலகம்C（电磁兼容）
解释以下名词：
传导干扰：也就是噪音通过导线传递的方式。
辐射干扰：也就是噪音通过空间辐射的方式传递。
差模干扰：由于电路中的自身电势差，电流所产成的干扰，比如火线和零线，正极和负极。
共模干扰：由于电路和大地之间的电势差，电流所产生的干扰。
6.采用反向恢复好的二极管，二极管的反向恢复电流，不但会带来高di/dt.还会和漏感等寄生电感共同造成高的dv/dt.
但事实上，开关电源是EMI发射源无法根本解决。而且一些从源头抑制EMI的方法同时会降低效率，所以从传播途径来抑制EMI显得尤为重要。
下面来看一下传播途径，这个是poon & Pong 两位教授总结的传播途径，比较的直观全面 。
所以在测试干扰的时候，需要测试各种频率下的噪音强度。
那么在开关电源中，这些噪音的来源是什么呢？
开关电源中，由于开关器件在周期性的开合，所以，电路中的电流和电压也是周期性的在变化。那么那些变化的电流和电压，就是噪音的真正源头。那么有人可能会问，我的开关频率是100KHz的，但是为什么测试出来的噪音，从几百K到几百M都有呢？
3.适当降低开关速度，降低开关速度，可以降低开关时刻的di/dt,dv/dt。对高频段的EMI有好处。
开关电源的共模干扰抑制技术开关电源共模电磁干扰（EMI）对策详解
开关电源的共模干扰抑制技术开关电源共模电磁干扰（EMI）对策详解開關電源的共模干擾抑制技術|開關電源共模電磁干擾(EMI)對策詳解0 引言由於MOSFET及IGBT和軟開關技術在電力電子電路中的廣泛應用，使得功率變換器的開關頻率越來越高，結構更加緊湊，但亦帶來許多問題，如寄生元件產生的影響加劇，電磁輻射加劇等，所以EMI 問題是目前電力電子界關注的主要問題之一。
傳導是電力電子裝置中干擾傳播的重要途徑。
差模干擾和共模干擾是主要的傳導干擾形態。
多數情況下，功率變換器的傳導干擾以共模干擾為主。
本文介紹了一種基於補償原理的無源共模干擾抑制技術，並成功地應用於多種功率變換器拓撲中。
理論和實驗結果都證明了，它能有效地減小電路中的高頻傳導共模干擾。
這一方案的優越性在於，它無需額外的控制電路和輔助電源，不依賴於電源變換器其他部分的運行情況，結構簡單、緊湊。
1 補償原理共模雜訊與差模雜訊產生的內部機制有所不同：差模雜訊主要由開關變換器的脈動電流引起；共模雜訊則主要由較高的d/d與雜散參數間相互作用而產生的高頻振盪引起。
如圖1所示。
共模電流包含連線到接地面的位移電流，同時，由於開關器件端子上的d/d是最大的，所以開關器件與散熱片之間的雜散電容也將產生共模電流。
圖2給出了這種新型共模雜訊抑制電路所依據的本質概念。
開關器件的d/d通過外殼和散熱片之間的寄生電容對地形成雜訊電流。
抑制電路通過檢測器件的d/d，並把它反相，然後加到一個補償電容上面，從而形成補償電流對雜訊電流的抵消。
即補償電流與雜訊電流等幅但相位相差180°，並且也流入接地層。
根據基爾霍夫電流定律，這兩股電流在接地點匯流為零，於是50Ω的阻抗平衡網路（LISN）電阻（接測量接收機的BNC埠）上的共模雜訊電壓被大大減弱了。
圖1 CM及DM雜訊電流的耦合路徑示意圖圖2 提出的共模雜訊消除方法2 基於補償原理的共模干擾抑制技術在開關電源中的應用本文以單端反激電路為例，介紹基於補償原理的共模干擾抑制技術在功率變換器中的應用。
开关电源emi电路原理
开关电源emi电路原理
开关电源EMI电路是指用来抑制电磁干扰（EMI）的电路。
开关电源是一种使用开关元件（如晶体管或MOSFET）工作
的电源，通过周期性地开关电流来提供电能。
开关电源会产生一定的电磁干扰，主要原因有以下几点：
1. 开关元件的快速开关会引起电压和电流的急剧变化，导致高频谐波成分的产生；
2. 开关电源中的变压器和电感器会产生磁场，进一步引起电磁辐射；
3. 开关电源中的电容器会产生串扰电容耦合，导致干扰信号的传导。
为了抑制开关电源的电磁干扰，可以采取以下措施：
1. 在开关电源输入端添加滤波器，用来抑制高频噪声，常见的滤波器包括电容滤波器和电感滤波器；
2. 设计合适的开关元件驱动电路，减小开关元件的开关速度，从而减小高频谐波的产生；
3. 采用引入屏蔽外壳或屏蔽包围电路等的屏蔽手段，减小电磁辐射；
4. 采用良好的地线布局和接地措施，降低地线电阻和噪声干扰；
5. 使用高频绕线技术和特殊布板设计，减少电感和电容器之间的串扰。
通过以上措施，可以有效地抑制开关电源产生的电磁干扰，提高电源的抗干扰能力，确保设备的正常运行。
开关电源的共模干扰抑制技术,开关电源共模电磁干扰(EMI)对策详解
开关电源的共模干扰抑制技术|开关电源共模电磁干扰(EMI)对策详解由于MOSFET及IGBT和软开关技术在电力电子电路中的广泛应用，使得功率变换器的开关频率越来越高，结构更加紧凑，但亦带来许多问题，如寄生元件产生的影响加剧，电磁辐射加剧等，所以EMI问题是目前电力电子界关注的主要问题之一。
传导是电力电子装置中干扰传播的重要途径。
差模干扰和共模干扰是主要的传导干扰形态。
多数情况下，功率变换器的传导干扰以共模干扰为主。
本文介绍了一种基于补偿原理的无源共模干扰抑制技术，并成功地应用于多种功率变换器拓扑中。
理论和实验结果都证明了，它能有效地减小电路中的高频传导共模干扰。
这一方案的优越性在于，它无需额外的控制电路和辅助电源，不依赖于电源变换器其他部分的运行情况，结构简单、紧凑。
1 补偿原理共模噪声与差模噪声产生的内部机制有所不同：差模噪声主要由开关变换器的脉动电流引起；共模噪声则主要由较高的d/d与杂散参数间相互作用而产生的高频振荡引起。
如图1所示。
共模电流包含连线到接地面的位移电流，同时，由于开关器件端子上的d/d是最大的，所以开关器件与散热片之间的杂散电容也将产生共模电流。
图2给出了这种新型共模噪声抑制电路所依据的本质概念。
开关器件的d/d通过外壳和散热片之间的寄生电容对地形成噪声电流。
抑制电路通过检测器件的d/d，并把它反相，然后加到一个补偿电容上面，从而形成补偿电流对噪声电流的抵消。
即补偿电流与噪声电流等幅但相位相差180°，并且也流入接地层。
根据基尔霍夫电流定律，这两股电流在接地点汇流为零，于是50Ω的阻抗平衡网络（LISN）电阻（接测量接收机的BNC端口）上的共模噪声电压被大大减弱了。
图1 CM及DM噪声电流的耦合路径示意图图2 提出的共模噪声消除方法2 基于补偿原理的共模干扰抑制技术在开关电源中的应用本文以单端反激电路为例，介绍基于补偿原理的共模干扰抑制技术在功率变换器中的应用。
图3给出了典型单端反激变换器的拓扑结构，并加入了新的共模噪声抑制电路。
几种有效开关电源EMI的抑制方案解析
几种有效开关电源EMI的抑制方案解析关于开关电源EMI（Electro-Magnetic Interference）的研究，有些从EMI产生的机理出发，有些从EMI 产生的影响出发，都提出了许多实用有价值的方案。
这里分析与比较了几种有效的方案，并为开关电源EMI 的抑制措施提出新的参考建议。
开关电源电磁干扰的产生机理开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分，可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分，可分为传导干扰和辐射干扰两种。
现在按噪声干扰源来分别说明：1、二极管的反向恢复时间引起的干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，由于PN结中有较多的载流子积累，因而在载流子消失之前的一段时间里，电流会反向流动，致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化（di/dt）。
2、开关管工作时产生的谐波干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入电流波形在阻性负载时近似为矩形波，其中含有丰富的高次谐波分量。
当采用零电流、零电压开关时，这种谐波干扰将会很小。
另外，功率开关管在截止期间，高频变压器绕组漏感引起的电流突变，也会产生尖峰干扰。
3、交流输入回路产生的干扰无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。
开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量，通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量，通过输入输出线传播时，都会在空间产生电场和磁场。
这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。
4、其他原因元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够完美，印刷线路板（PCB）走线通常采用手工布置，具有很大的随意性，PCB的近场干扰大，并且印刷板上器件的安装、放置，以及方位的不合理都会造成EMI干扰。
开关电源EMI的特点作为工作于开关状态的能量转换装置，开关电源的电压、电流变化率很高，产生的干扰强度较大；干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器，相对于数字电路干扰源的位置较为清楚；开关频率不高（从几十千赫和数兆赫兹），主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰;而印刷线路板（PCB）走线通常采用手工布线，具有更大的随意性，这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。
开关电源EMI滤波器原理和设计研究
开关电源EMI滤波器原理和设计研究开关电源EMI滤波器是用来减少开关电源产生的电磁干扰(EMI)的一种装置。
EMI是指开关电源工作时产生的高频干扰信号，可能会对其他电子设备、无线通信和无线电接收产生干扰，影响它们的正常工作。
EMI滤波器通过合理设计，能有效地抑制开关电源产生的EMI信号，从而减少对其他设备的干扰。
EMI滤波器的原理是基于电流和电压的相位关系来实现的。
开关电源在工作时会产生高频电流脉冲，而这些电流脉冲会通过开关电源输入端的电容等元件，从而形成高频电流回路。
EMI滤波器通过给开关电源输入端加上一个电感元件，阻断高频电流回路的形成，从而减小EMI信号的辐射。
设计EMI滤波器时需要考虑以下几个因素：1.工作频率范围：EMI滤波器需要在开关电源产生EMI信号的频率范围内有效工作。
根据具体的应用环境和要求，选择合适的滤波器工作频率范围。
2.滤波特性：滤波器需要具有良好的滤波特性，对于较高频率的EMI信号能够有较好的抑制效果。
常用的滤波器类型有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
3.过渡区域：滤波器在过渡区域需要平衡阻抗和频率之间的变化。
过渡区域越宽，滤波器的性能越好。
过渡区域的宽度需要根据具体要求进行设计。
4.安全和可靠性：EMI滤波器需要满足安全和可靠性的要求。
在设计过程中，需要考虑电源参数范围、电流和电压的安全范围等因素，以确保滤波器的稳定性和可靠性。
设计EMI滤波器的方法有多种，可以根据需求选择不同的设计方法。
常见的方法包括线性滤波器设计、Pi型滤波器设计和C型滤波器设计等。
其中，Pi型滤波器是应用最广泛的一种，它由两个电感和一个电容组成，能够对高频信号进行抑制。
总之，开关电源EMI滤波器的原理和设计研究是为了降低开关电源产生的电磁干扰，保证其他设备的正常工作。
通过合理的滤波器设计和选择合适的滤波器类型，可以有效地减少EMI信号对其他设备的干扰，提高系统的抗干扰性能。
开关电源EMI滤波器原理和设计研究
开关电源EMI滤波器原理和设计研究开关电源EMI滤波器是用于抑制开关电源产生的电磁干扰（EMI）的一种电路。
开关电源工作时，因为开关元件的开闭引起的瞬态电流和电压变化，会在电源线上产生高频噪声干扰，通过电磁辐射和传导的方式传播到其他电路中，对其他设备和系统产生干扰。
EMI滤波器的设计旨在通过选择合适的滤波器拓扑结构、滤波器元件和参数，以及合理布局和连接方式，来有效地抑制开关电源产生的高频噪声。
EMI滤波器的原理是通过串联和并联等方式构成一个低通滤波器，将开关电源的高频噪声滤除，使其只能在设定的频率范围内传递，从而减少对其他设备和系统的干扰。
EMI滤波器的设计研究需考虑以下几个方面：1.滤波器拓扑结构选择：常见的EMI滤波器拓扑结构包括LC滤波器、RC滤波器和LCL滤波器等。
不同的拓扑结构适用于不同的滤波需求，需根据实际应用场景选择适合的拓扑结构。
2.滤波器元件选择：滤波器中的元件包括电感、电容和电阻等。
选择合适的元件需要考虑元件的频率响应特性、阻抗特性、容值和功率等参数。
3.滤波器参数优化：滤波器的参数优化可以通过频率响应曲线和阻抗匹配等方法进行，以确保滤波器在设计频率范围内能够有效地滤除高频噪声。
4.布局和连接方式设计：合理的布局和连接方式可以减少电磁辐射和传导的路径，从而进一步提高滤波器的性能。
此外，还需对滤波器进行实验验证，通过在实际电路中的应用来评估滤波器的性能和有效性。
总之，开关电源EMI滤波器的原理和设计研究是为了抑制开关电源的高频噪声干扰，需要对滤波器的拓扑结构、元件选择、参数优化以及布局和连接方式进行综合考虑和设计，以提高滤波器的性能和效果。
为什么开关电源会产生emi_有什么抑制方法
为什么开关电源会产生emi_有什么抑制方法与传统的线性稳压电源相比，开关电源不需要沉重的电源变压器，具有体积小、重量轻、效率高、待机功耗低、稳压范围宽等特点，广泛用于空间技术、雷达、计算机及外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。
然而，开关电源自身产生的各种电磁骚扰占有很宽的频带和较强的幅度，如果控制不当会通过传导和辐射对周围设备产生电磁干扰，污染电磁环境，成为一个很强的电磁干扰源。
这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强，对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁。
如何抑制开关电源的电磁骚扰，以提高相应电子产品的质量，使之符合有关电磁兼容标准的要求，已成为抛开沉重的线性电源换用轻便的开关电源的产品设计者们面对的首要问题开关电源是一种应用功率半导体器件并综合电力变换技术、电子电磁技术、自动控制技术等的电力电子产品。
因其具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、工作稳定、安全可靠以及稳压范围宽等优点，而被广泛应用于计算机、通信、电子仪器、工业自动控制、国防及家用电器等领域。
但是开关电源瞬态响应较差、易产生电磁干扰，且EMI信号占有很宽的频率范围，并具有一定的幅度。
这些EMI信号经过传导和辐射方式污染电磁环境，对通信设备和电子仪器造成干扰，因而在一定程度上限制了开关电源的使用。
开关电源的干扰源分析开关电源产生电磁干扰最根本的原因，就是其在工作过程中产生的高di/dt和高dv/dt，它们产生的浪涌电流和尖峰电压形成了干扰源。
工频整流滤波使用的大电容充电放电、开关管高频工作时的电压切换、输出整流二极管的反向恢复电流都是这类干扰源。
开关电源中的电压电流波形大多为接近矩形的周期波，比如开关管的驱动波形、MOSFET漏源波形等。
对于矩形波，周期的倒数决定了波形的基波频率；两倍脉冲边缘上升时间或下降时间的倒数决定了这些边缘引起的频率分量的频率值，典型的值在MHz范围，而它的谐波频率就更高了。
这些高频信号都对开关电源基本信号，尤其是控制电路的信号造成干扰。
浅议开关电源的EMI处理
的时间间隔重复地接通和断开 ，
在 Ｑ１ 通 时 ， 输 入 电 源 通 过 Ｑ１ 接 和 经 过 隔 离 变 压 器 及 滤 波 后 供 电
给 负 载 ＲＬ， 当 Ｑ１ 开 时 ， 输 入 电 断
变 为 高 频 交 流 电 ， 这 是 高 频 开 关 电 源 的 核 心 部 分 。 也 是 电 磁 骚 扰
不 存 在 了 ， 我 们 要 找 到 主 要 的 骚 扰 源 ， 配 合 整 个 电 路 设 计 才 能 做
开 关 稳 压 电 源 电 路 如 图 ２所
（ ２）整 流 与 滤 波 ： 电 网 交 将 流 电 源 直 接 整 流 为 较 平 滑 的 直 流 电 ，以供 下一 级 变换 。
维普资讯
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认 证 与 电 磁 兼 容 卷
Ｃ ｅｒ ｉ ｌ ｔ ｆ Ｃａｔ ｏＩ ｌ ＂ １＆ ＥＭ Ｃ
…… … ・ ●●●● ●
２ 开 关 电源 组 成 及 原 理 ．
开 关 电 源 电 路 框 图 如 图 １ 示 ，组 成 如下 ：
（ ３）逆 变 ： 整 流 后 的 直 流 电 将
示 。 图 ２中 开 关 管 Ｑ１ 控 以 一 定 受
好 产 品 的 电 磁 兼 容 性 。 在 电 磁 兼 容 标 准 测 试 项 目 中 ， 传 导 骚 扰 电 压 和 辐 射 骚 扰 限 值 是 开 关 电 源 要
满 足 的两个 主 要项 目。 图 ３是 一 个 开 关 电 源 电 路 的 几 个 主 要 部 分 ， 图 中 ， Ｃ１、 Ｃ２、 Ｃ３、 Ｃ４是 各 主 要 部 分 的 对 地 电 容 或 对 机 壳 的 电 容 ， Ｒ １、 Ｒ２、 Ｒ３ 是 地 电 阻 或 机 壳 的 电 阻 （ 壳 接 机
开关电源原理及EMI介绍
开关电源原理一、开关电源的电路组成：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下：二、输入电路的原理及常见电路：1、AC输入整流滤波电路原理：① 防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
② 输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。
③ 整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
2、 DC输入滤波电路原理：① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。
开关电源产生EMI的原因分析及抗干扰对策
开关电源产生EMI的原因分析及抗干扰对策
开关式稳压电源的体积小、重量轻、效率高、稳压范围宽且安全可靠，在很多电子设备中被采用。
但是，它像其他电路一样同样存在一些问题，如控制电路复杂，较高的工作频率会对电视机、收音机等产生电磁辐射干扰使得收音机出现噪声、电视机出现噪波点，甚至还会通过反馈干扰其他电子设备的正常工作。
1.超音频振荡的干扰问题
开关式稳压电源的工作频率多为20-100kHz，属于超音频范围。
作为该电源的开关调整器件晶体管或场效应晶体管以相应的频率工作在导通与截止状态，振荡波形近似于方波(还存在过冲)，根据傅里叶分析法可以进行分解，即得到直流分量、基波和高次谐波，基波的能量最大，其次是三次、五次、七次……等等。
2.无线电广播与电磁干扰的关系
众所周知，无线电广播是利用调制的方法来传播信息的。
音频信号对高频载被采用幅度调制(AM)和频率调制(FM)的方法，然后通过发射天线将调制波以电磁披的形式辐射出去，无线电接收设备是通过接收天线将它们接收下来s再经选频、变频、放大和解调，还原成为音频信号，最后通过低频功放，由扬声器放出声音。
如果只有高频载波而无音频范围的调制信号，那幺它的能量再大，无线电接收设备也不会通过扬声器还原出任何声音信息的。
由此可以想到，仅仅是超音频方披干扰的存在(超音频振荡的下限频率为15k!毡，已在人耳的可听范围之外)，产生的高次谐波也不会成为我们通过收音机昕到音频范围的干扰信号，而实际上这种干扰有时却是很严重的，可能在整个中波、短波范围都出现强烈的噪声，那幺干扰来自哪里呢?开关式稳压电源存在。
开关电源如何解决EMI问题
开关电源以其轻、薄、小和高效率等特点广泛的应用于各类电气设备上，然而也带来了噪声干扰等危害。
在开关电源向更小体积、更高频率、更大功率密度方向发展的同时，其dv/dt，di/dt所带来的EMI噪声也将会更大。
在开关电源向高功率密度发展的同时，解决EMI问题的难度也在不断加大，做好电源内部的EMI设计尤其显得非常重要。
开关电源的主要干扰源集中在功率开关管、整流二极管、高频变压器、储能滤波电感等，其引发主要有五个典型路径，如下所示：1. 高di/dt回路产生差模辐射干扰。
2. 高dv/dt节点至地的电容耦合形成共模干扰。
3. 差模电流的传导耦合干扰。
4. 高频变压器及其寄生电容对共模噪声的耦合干扰。
5. 整流管反向浪涌电流引起的共模干扰。
1、高di/dt回路产生差模辐射干扰骚扰的路径为mos，变压器原边绕组到电解的环形回路。
在处理无金属外壳电源的辐射问题时，此骚扰路径显得尤为重要。
依据差模环天线的预测公式，在考虑地面反射的情况下；E = 2.6 I A* f *f /D（m V/m），I为骚扰电流，A为环天线的面积，f为骚扰电流频率。
由上式可见，减小环天线辐射的办法是：降低电路的工作频率；控制骚扰电流；减小电路的环路面积。
在实际常用措施中，对开关管加吸收是较有效的方法，当然，能在设计时尽量减小该路径下的回路面积才是最可取的。
2、高dv/dt节点至地的电容耦合形成共模干扰。
高dv/dt节点至地的电容耦合形成共模干扰是电源最主要的干扰源。
该节点通过寄生电容对地不断充放电，寄生电容就充当了这个共模通路中的驱动电流源的角色。
开关管正常工作需要散热，一般有两种散热方式：通过绝缘垫片贴散热器散热，或者通过绝缘垫片直接贴保护地散热。
从平时的经验来看，第二种散热方式的共模噪声明显强于第一种，所需的EMI滤波电路的衰减能力也更强。
如果开关管通过散热器散热，可以对散热器进行接地处理以减小对保护地的共模电流。
开关管通过绝缘垫贴于散热器上，与散热器之间形成寄生电容C1。
开关电源EMI噪声分析及抑制
开关电源EMI噪声分析及抑制开关电源是一种高效率的电源转换器，能将电能转换为不同电压、电流和频率的输出。
然而，由于其高频开关行为引起的电磁干扰（EMI）噪声，可能对其他电子设备和通信系统产生不良影响。
因此，EMI噪声的分析和抑制对于开关电源设计和应用至关重要。
EMI噪声源主要包括开关器件、开关电容和开关电感。
开关器件的开关动作会产生脉冲干扰，频率可达数MHz至数GHz。
开关电容和开关电感则会导致谐振效应，形成谐振峰，并产生共模和差分噪声。
为了对EMI噪声进行分析，通常需要进行频谱分析。
可以使用频谱分析仪来测量开关电源的频谱，并确定EMI噪声的频率范围和幅度。
根据测量结果，可以采取相应的措施来抑制EMI噪声。
首先，选择合适的滤波器。
在开关电源的输入端和输出端都可以加入滤波器，以滤除高频噪声。
常用的滤波器包括电源型滤波器、陷波滤波器和共模滤波器等。
电源型滤波器通常采用电容和电感组成，并将高频噪声短路至地。
陷波滤波器则能够抑制特定频率的噪声，而共模滤波器则能滤除共模噪声。
其次，可以采取屏蔽措施。
通过将敏感部件（例如传感器和高速信号线）包裹在屏蔽层中，可以阻挡电磁辐射对其的干扰。
屏蔽可以采用金属盒、铜箔和铁氧体等材料实现。
此外，还可以采用良好的地线布局和绝缘层来提高屏蔽效果。
此外，优化PCB设计也是抑制EMI噪声的重要手段。
首先，在布局设计时，应尽量减小回路面积和环路面积，以降低信号线的长度和电流回路的大小。
其次，应使用短而宽的连线，以减小线路的电感和电阻。
而在布线设计时，则需要注意信号线和电源线的分离，避免共模干扰。
此外，由于高频信号对连线的特殊要求，可以采用扇形隔离和差分传输等技术来提高电路的抗干扰能力。
最后，还可以通过使用低EMI噪声的开关元件、降低开关频率和斩波频率来抑制EMI噪声。
开关元件的选择应具备低开关电流和低开关损耗的特性，以减小开关动作带来的噪声。
而降低开关频率和斩波频率则是通过改变控制电路来实现的，可以减小时域和频域上的噪声。
大功率开关电源的电磁干扰EMI的抑制剖析
大功率开关电源的电磁干扰EMI的抑制1 引言随着开关电源应用领域的不断扩大，其电磁干扰已成为一个很严重的问题，为了使电源产品满足EMC的要求，设计人员就应在设计阶段考虑这一问题，同时也要做好在现场处理这一问题的准备。
2 开关电源EMI的特点与危害开关电源的功率管工作在非线性条件下，采用脉宽调制（PWM）开关控制方式，加之开关频率的不断提高，使得电磁干扰越来越突出，对电网造成污染。
因干扰的存在，输入电源的电网受到了干扰，影响到其它设备，使其不能正常的工作，也影响到电网的供电质量。
所以寻找干扰抑制的方法是很必要的。
3 大功率开关电源中EMI抑制实验在中科院近代物理研究所新建的大型物理实验装置CSR冷却存储环中，有大量开关电源为磁铁提供电能，以满足试验所需的磁场能量。
其中195A/370V开关电源就是运用在其冷却段。
由于在设计和生产阶段，厂家未考虑电磁兼容问题，以至于在安装调试阶段，造成对其他设备的影响，也是输入电网受到污染，为此我们按照图1（a）所示得方案，对其进行EMI干扰测试，其结果见图1（b）。
测试仪器是德国SCHWARZBECK公司生产的FCKL1528接收机一台，NNLK 8129线路阻抗稳定网络（LISN）一台，计算机一台。
图1（a）测试方案图1（b）测试数据根据图1的方案和结果可以看出，在该台设备未做任何改造以前，其EMI干扰是存在的，而且很严重超越国家标准GB4824-2001关于1组A类传导骚扰的标准（150KHz～0.5MHz 是79dB，0.5MHz～30MH是73 dB），尤其是在150KHz～2MHz之间。
为此，我们采用了截断干扰源的方法，即利用EMI滤波器（滤波器的接地要可靠）和一变压器（△/Y-11接发），该变压器其隔离作用，其中EMI滤波器的原理图如图2所示，共按照三种方案测试，通过测试，找出适合我们需要的方案。
图2EMI滤波器的原理图1、方案一及测试数据图3（a）方案一图3（b）由方案一测得得数据。
开关电源的传导EMI分析与抑制
在 MOSFET 交流电压分量单独作用下，副边电流源开路，由于副边流过电
流为零，所以原边电流也为零，在此变压器就不起作用了，只有励磁电感 Lm， 将上述电路图简化其等效电路图为：
在 MOSFET 单独作用下，其差模成分路径为：
其中，差模成分分两条支路，一条如红色所示，另一条如蓝色所示。在此等 效电路中，滤波电容 CB 一条支路给差模成分提供了路径，可以知道如果减小滤 波电容 CB 的阻抗， 则对差模成分分流更多， 在电阻 R1 和 R2 形成的电压会更小， 仪器检测幅值更低，一般我们都选取等效串联阻抗较小的滤波电容。另一条支路 中有激磁电感 Lm，单从差模成分的抑制方面考虑，增加激磁电感 Lm 的值可以
开关电源中的传导 EMI 分析与抑制
一、开关电源传导 EMI 产生的根源
1、测试传导 EMI 的线路图
LISN— Line Impedance Stabilization Network 源阻抗稳定网络（人工电源网络） 。 LISN 是电力系统中电磁兼容中的一项重要辅助设备。它可以隔离电网干扰，提 供稳定的测试阻抗，并起到滤波的作用。 LISN 是在进行传导干扰发射测试中，为了客观地考核受试设备（DUT）的 干扰，在电网与受试设备之间加入的网络。该网络具有以下功能： 1、在规定的频率范围内提供一个规定的稳定的线路阻抗。由于电网受各种 因素影响，使其线路阻抗不稳定。可是，在传导干扰的测量中，阻抗是非常重要 的。为了用电压法在进行传导发射电压的测量中能有一个统一的测试条件，而人 为的拟制一个稳定的线路阻抗。一般在射频段提供 50Ω网络阻抗。 2、 LISN 将电网与受试设备进行隔离。 供给 DUT 的电源必须是纯净的。 否则，电网将会向 DUT 注入干扰，EUT 也 会向电网馈入干扰，这就会在 EMC 分析仪上搞不清哪些是 EUT 上的干扰。所以，只有将二者隔离，测量结果才是 有效的。
开关电源中开关管及二极管emi抑制方法分析
开关电源中开关管及二极管emi抑制方法分析1 引言 电磁干扰( EMI) 就是电磁兼容不足,是破坏性电磁能从一个电子设备通过传导或辐射到另一个电子设备的过程。
近年来，开关电源以其频率高、效率高、体积小、输出稳定等优点而迅速发展起来。
开关电源已逐步取代了线性稳压电源，广泛应用于计算机、通信、自控系统、家用电器等领域。
但是由于开关电源工作在高频状态及其高di/dt和高dv/dt，使开关电源存在非常突出的缺点——容易产生比较强的电磁干扰(EMI)信号。
EMI信号不但具有很宽的频率范围，还具有一定的幅度，经传导和辐射会污染电磁环境，对通信设备和电子产品造成干扰。
所以，如何降低甚至消除开关电源中的EMI问题已经成为开关电源设计师们非常关注的问题。
本文着重介绍开关电源中开关管及二极管EMI的四种抑制方法。
2 开关管及二极管EMI产生机理 开关管工作在硬开关条件下开关电源自身产生电磁干扰的根本原因，就是在其工作过程中的开关管的高速开关及整流二极管的反向恢复产生高di/dt和高dv/dt，它们产生的浪涌电流和尖峰电压形成了干扰源。
开关管工作在硬开关时还会产生高di/dt和高dv/dt，从而产生大的电磁干扰。
图1绘出了接感性负载时，开关管工作在硬开关条件下的开关管的开关轨迹，图中虚线为双极性晶体管的安全工作区，如果不改善开关管的开关条件，其开关轨迹很可能会超出安全工作区，导致开关管的损坏。
由于开关管的高速开关，使得开关电源中的高频变压器或储能电感等感性负载在开关管导通的瞬间，迫使变压器的初级出现很大的浪涌电流，将造成尖峰电压。
开关管在截止期间，高频变压器绕组的漏感引起的电流突变，从而产生反电势E=-Ldi/dt，其值与电。
开关电源EMI设计技术
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EMC设计的对象
z
针对开关电源产品，其中的重点和难点主要 是EMI性能，而EMI中的难点又比较多的集中 在CE和RE。
CE: RE: Conducted Emission 传导发射 Radiated Emission 辐射发射
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EMC试验的原理
要产品通过CE/RE的测试，必须先弄明白其测试的原理
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• 本次讲解的内容主要就是针对开关电源的CE 和RE设计的。
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相关的EMC基础知识
z
电磁兼容设计是一门综合性的边缘学科,其核 心是电磁波,其理论基础包括:数学,电磁场理 论,电路理论,微波理论与技术,天线与电波传 播,通信理论,材料科学,计算机与控制理论,机 械工艺学,核物理,生物医学,以及法律学,社会 学等.
EMC设计的目的
• 在复杂的电磁环境中，减少设备相互间的电磁 骚扰，使各种设备能正常运转。同时减轻恶劣 的电磁环境对人类及生态产生不良的影响。 • 产品的各个模块可以共存，不致引起相互骚扰 • 从企业产品设计的实用性出发，就是要通过各 种技术壁垒的限制，即通过电磁兼容性试验。 取得生产和销售的通行证。
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． ２ 采 软 关 术 ４ 用 开 技
开关电源的干扰之一是来自功率开关管通／ 断时 的 ｄ／ ， ｕｄ 因此， ｔ 减小功率开关管通／ 断的ｄ ｄ是抑制 ／ ｕｔ
较 的氧磁材 。 佳铁体性料
开关电 源干扰的一项重要措施。 而软开关技术可以减 断的ｄ／ 。 Ｌ 小开关管通／ ｕｄ ｔ
Ａ ａ ｓ ｏ ＭＩ ｏｔ ｌ ｅｈｏ ｇ ｏ Ｓ ｉｈ ｇ ｄ Ｐ ｗ ｒ ｕｐ ｎｌ ｉ ｎＥ － ｎｒ Ｔ ｃｎｌ ｙ ｆ ｗｔ ｉ Ｍｏｅ ｏ ｅ Ｓｐｌ ｙｓ Ｃ ｏ ｏ ｃｎ ｙ
（ ｐｒ ｅｔ ｆ ｌ ｔ ｎ ｓ ｎ Ｔ ｌ ｒ ｕｉ ｔｎ ｎｉ ｅ眼， ｈｎ ｎｔｕ ｏ Ｔ ｃｎｌ ｙＷｕａ ４０７ ，ｈ ） ｅ ｔ Ｄ ａ ｍ ｎ ｏ Ｅｅ ｒ ｉ ａｄ ｅ ｃｎ ｎ ａｏ Ｅ ｇ ｅ ｉ Ｗｕａ ｌ ｉ ｔ ｆ ｅ ｏ ｇ ， ｈ ｎ ３０４Ｃ ｉ ｃ ｃ ｏ ｅｍ ｏ ｃｉ ｎｒ ｓ ｔｅ ｈ ｏ ａ ｎ
图 １ 电源线滤波器基本电路图
２２ 利用吸收回路改善开关波形 ． 开关管或二极管在开通和关断过程中， 由于存在 变压器漏感和线路电感， 二极管存储电容和分布电容， 容易在开关管集电极、 发常情况下采用 Ｒ ／Ｃ ＣＲ Ｄ吸收回路，Ｃ ＲＤ
非常紧密， 那么漏感就会很小， 在电源线频率范围内 差
模电抗将会变得很小； 当负载电流流过共模扼流圈时， 串联在相线上的线圈所产生的磁力线和串联在中线上 线圈所产生的磁力线方向相反， 它们在磁芯中相互抵
在产生干扰的 离散频段周围形成边频带， 将干扰的离 散频带调制展开成一个分布频带。 这样， 干扰能量就
如果在开关电路的基础上增加一个很小的电感、 电容等谐振元件就构成辅助网络。在开关过程前后引 人谐振过程， 使开关开通前电压先降为零， 这样就可以 消除开通过程中电压、 电流重叠的现象， 降低、 甚至消 除开关损耗和干扰， 这种电路称为软开关电路。 根据上述原理可以采用两种方法， 即在开关关断 前使其电流为零， 则开关关断时就不会产生损耗和干
ＣＨＥ Ｈａ Ｎ ｏ
开关电源是一种应用功率半导体器件并综合电力
变换技术、 电子电磁技术、 自动控制技术等的电力电子 产品。因其具有功耗小、 效率高、 体积小、 重量轻、 工作
降时间内电流变化大、 易产生射频能量， 形成干扰源。 同时， 由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电 流造成的尖峰， 也会形成潜在的电磁干扰。
浪涌电压吸收回路如图２ 所示。
扰， 这种关断方式称为零电流关断； 或在开关开通前使 其电压为零， 则开关开通时也不会产生损耗和干扰， 这 种开通方式称为零电压开通。在很多情况下， 不再指 出开通或关断， 仅称零电流开关和零电压开关， 基本电
路如图 ３ 和图 ４ 所示。
图 ３ 零电压开关谐振电路 图 Ｚ Ｒ Ｄ浪涌电压吸收回路 Ｃ
分散到这些分布频段上。在不影响变换器工作特性的 情况下， 这种控制方法可以很好地抑制开通、 关断时的
干扰。
消。因此即 使在大负载电流的情况下， 磁芯也不会饱
和。 而对于共模干扰电流， 两个线圈产生的磁场是同
方向的， 会呈现较大电感， 从而起到衰减共模干扰信号 的作用。这里共模扼流圈要采用导磁率高、 频率特性
地， 产生共模千扰； 另一方面 脉冲变压器的 初次级之间
存在着分布电容， 可将初级绕组电压直接祸合到次级 绕组上， 在次级绕组作直流输出的两条电源线上产生
共模干扰。
１ 开关电源产生电磁干扰的原因
电 扰（ Ｉ ｅｒ ａ ｔ ｌｅｅｎ ） Ｍ ，ｌｔｍｇｅｃｎ ｒｒ ｃ 是 磁干 Ｅ Ｅ ｃｏ ｎ ｉ ｔｆｅ ｅ
５ ・ ７
万方数据
２（ 年 ７ ５日 ４ 〔７ 月２ 第２ 卷第 ４ ） ） 期
通性 电徐 找 不
Ｔ ｌ ｏ ｏ ｅ Ｔ ｃｎｌ ｉ ｅ ｃｍＰ ｗ ｒ ｅ ｏ ｏ ｅ ｅ ｈ ｇｓ
Ｊｌ ５ ２０ ， ｏ ４Ｎ ． ｕ ｙ２ ， ０７ Ｖ １ ．２ ｏ４
方式和差模方式。共模干扰是载流体与大地之间的干 扰： 干扰大小和方向一致， 存在于电源任何一相对大 地、 或中线对大地间， 主要是由ｄ／ 产生的，ｉ 也 ｕｄ ｔ ｄｄ ／ ｔ 产生一定的共模干扰。而差模干扰是载流体之间的干 扰： 干扰大小相等、 方向相反， 存在于电源相线与中线 及相线与相线之间。干扰电流在导线上传输时既可以 共模方式出现， 也可以差模方式出现； 但共模干扰电流 只有变成差模干扰电流后， 才能对有用信号构成干扰。 交流电源输人线上存在以上两种干扰， 通常为低 频段差模干扰和高频段共模干扰。在一般情况下差模 干扰幅度小、 频率低、 造成的干扰小； 共模干扰幅度大、 频率高， 还可以通过导线产生辐射， 造成的干扰较大。 若在交流电源输人端采用适当的Ｅ 滤波器， ＭＩ 则可有 效地抑制电磁干扰。电源线 Ｅ 滤波器基本原理如 ＭＩ 图１ 所示， 其中差模电容 Ｃ、 用来短路差模干扰电 ，Ｑ 流， 而中间连线接地电容 Ｑ、 则用来短路共模干扰 瓜 电流。共模扼流圈是由两股等粗并且按同方向绕制在 一个磁芯上的线圈组成。如果两个线圈之间的磁藕合
２（ 年 ７ ２ 第 ２ 卷第 ４ ０７ ） 月 ５日 ４ 期
良性 电昧 软 不
Ｔ ｌ ｏ ｏ ｅ Ｔ ｃｎｌ ｉ ｅ ｃｍＰ ｗ ｒ ｅｈ ｏ ｅ ｅ ｏ ｇｓ Ｊｌ ２ ， ０７ Ｖ ｌ ２ ｏ ｕ ５ ２０ ， ｏ ４Ｎ ．４ ｙ ．
文章编号：０９３６ （０７０一０７ ２ １０一６４２０ ）４０５一 ０
一种电子系统或分系统受非预期的电磁扰动造成的性 能损害。它由三个基本要素组成： 干扰源， 即产生电磁 干扰能量的设备； 藕合途径， 即传输电磁干扰的通路或 媒介； 敏感设备， 即受电磁干扰而被损害的器件、 设备、 分系统或系统。基于此， 控制电磁干扰的基本措施就 是： 抑制干扰源、 切断祸合途径及降低敏感设备对干扰 的响应或增加电磁敏感性电平。 根据开关电源工作原理知： 开关电源首先将工频 交流电整流为直流电， 再逆变为高频交流电， 最后经过 整流滤波输出， 得到稳定的直流电压。在电路中， 功率 三极管、 二极管主要工作在开关管状态， 且工作在微秒
ＳＳＩ Ａ ｓ ｃ： 】 ａｅ ａ 邓ｅ ｔ ｅ ｔｎｈ ｅ ｎｔ ｅ ｗ１ｃ ｉｇｒ０ ｅｐ ｗ ｒｓ ｐ ｌ ｌ ｔｅ ＭＩ Ｉ Ｔｌ Ｐｐｒ ｎｌ ｓｈ ｒａｏｓｉｂｔ ｅ ｔｅｓ ｉｎｎ ｍ Ｑ Ｐ、ｅ ｓＰ ｌ ａ０Ｔ ｅ七” ｎ〔）Ｓｅ ｅ们１１ Ｏｎ ｂｔ ｔ ｉ ａ ｒ ｓ ａ ｅ ｌｉ ｐ ｗｅ ｎ ｓ Ｔｈ ｏ ｄ Ｏｅ ｒ ｕ Ｐｙａｌ ｈ Ｅ ｈ ｗｔ ｉ ｎ ｅ ｏ ｖ ｕ ｐ ｎ ｎ ｃ眼 ｙｄ ａｄ ｒ ｆ ｒ ｅｅ ｌｐｒａｈｓ ｏｃｎｒｌ ＭＩｏｍ ｒ ｅ ｈ ｅ ｃ ｒ ｇｅｃ ｏ ｐｔ ｉ ｙ ｎ ｗ ｒ ｕｐ ｎ ｂｉ ｏ ｄｓ ｒ ａｐｏｃｅ ｔ ｏｔ Ｅ ｔ ｉｐｏ ｔ ｌ ｔ ｎ ｎｔ ｃ ａｂｉ ｉ 因 ｅ ｓｐｌ 飞ｓ ｒ ａ ｗ ｖ ａ ｏ ｖ ｅ ｅｒ ｏ ａ ｉ ｍ ｉｌ ｔ 丫 Ｋ ｙ ｒ ：ｗｔ ｉ ｏ ｐｗ ｓｐｌ ｅ ｃ ａｎｔ ｉ ｒ ｒ ｃ（ＭＩ； ｉ ｒ ｔｌ ｏｅｎ ｒ ｒ ｃ； ｓ ｓ ｉｈ ｍ ｅ ｏ ｒ ｕＰ ；ｌ ｔ ｍ ｇｅｃｎｅ ｅ ｎｅＥ ） ｄ ｅ ｎ ａｍ ｄ ｉ ｅ ｅ ｎｅ ｅｗ ｄ ｏ ｃ飞 ｄ ｅ ｙ ｅｒ ｏ ｉ ｔｆｅ 仃 ｅｉ ｔ ｅ ｆ ｏ ｅｎ ｒ ｒ ｃ；ｌ ｔ ｇｅｃ ｈ ｌ眼 ｍ ｄ ｉ ｅ ｅ ｎｅｅ ｃ ｔ ｅ ｆ ｅｒ ａ ｎ ｏ ｎｔ ｓｉｄ ｉ ｅｉ
・５ ・ ８
万方数据
（ 下转第 ６ 页） ０
通愧 电冻 教 不
２（ 年 ７ ２ 第 ２ 卷第 ４ 〔７ ） ） 月 ５日 ４ 期
Ｔ ｌ ｏ Ｐ ｗ ｒ ｅｈ ｏ ｇ ｓ ｅ ｃｒ Ｏ ｅ Ｔ ｃｎｌ ｉ ｅｎ ｏｅ Ｊｌ ５ ２０ ， ｏ ４Ｎ ｕ ｙ２ ， ０７ Ｖ １２ ｏ４
量级； 三极管、 二极管在开一 闭翻转过程中， 在上升、 下
收稿日 ２０一 一 期： ０７ １ ７ ００
作者简介： 陈 濒 （％８ ， 湖北人， １ 一）男， 武汉职业技术学院电 子信息工程系高级工程师， 主要从事电工电子技术的教学与研
究。
因此， 开关电源中的干扰源主要集中在电压、 电流 变化大， 如开关管、 二极管、 高频变压器等元件， 以及交 流输人、 整流输出电路部分。
舞
浅析开关电源 Ｅ 控制技术 ＭＩ
陈 颧
（ 武汉职业技术学院 电子信息工程系， 武汉 ４０７ 湖北 ３０４ ）
摘要： 文中详细地分析了开关电源Ｅ 的产生机理， ＭＩ 提出了一系列的Ｅ 抑制策略， ＭＩ 从而有效地提高开关电源的电
磁兼容性。 关键词： 开关电源； 电磁干扰（ ＭＩ； Ｅ ）差模干扰； 共模干扰； 电磁屏蔽 中图分类号： Ｎ ６ Ｔ ８ 文献标识码 ： Ａ
当吸收回路上的电压超过一定幅度时， 各器件迅 速导通， 从而将浪涌能量泄放掉， 同时将浪涌电压限制 在一定的幅度。在开关管集电极和输出二极管的正极 引线上串接可饱和磁芯线圈或微晶磁珠， 材质一般为 钻（ ）当通过正常电流时磁芯饱和， ｏ Ｃ ， 电感量很小。 一旦电流要反向流过时， 它将产生很大的反电势， 这样 就能有效地抑制二极管 Ｖ Ｄ的反向浪涌电流。 ２３ 利用开关频率调制技术 ． 频率控制技术是基于开关干扰的能量主要集中在 特定的频率上， 并具有较大的频谱峰值。如果能将这 些能量分散在较宽的频带上， 则可以达到降低于扰频 谱峰值的目的。通常有两种处理方法： 随机频率法和 调制频率法。 随机频率法是在电路开关间隔中加人一个随机扰 动分量， 使开关干扰能量分散在一定范围的频带中。 研究表明， 开关干扰频谱由原来离散的尖峰脉冲干扰 变成连续分布干扰， 其峰值大大下降。 调制频率法是在锯齿波中加人调制波（ 白噪声） ，
而在一定程度上限制了开关电源的使用。
开关电源通常工作在高频状态， 频率在 ２ ｋ ｚ ０ Ｈ
以 因而其分布电容不可忽略。一方面散热片与开 上， 关管的集电极间的绝缘片， 由于其接触面积较大， 绝缘 片较薄， 因此， 两者间的分布电容在高频时不能忽略， 高频电流会通过分布电容流到散热片上， 再流到机壳