开关电源产生电磁干扰的原因
开关电源电磁干扰与抑制方法分析
的 分 布 电 容 以 及 开 关 电 源 与 散 热 器 之 间 的 分 布
在 开 关 电 源 中 ， 流 电 经 过 整 流 后 ， 到 一 交 得 个 单 向 脉 动 电 流 ， 了 有 直 流 分 量 外 ， 有 一 部 除 还
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ５ １２ ．
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开 关 电源 电磁 干 扰 与 抑 制 方 法 分 析
俞 梁 英
（ 州经 贸职 业 技 术学 院 ， 苏 苏 州 ２ ５ ０ ） 苏 江 １ ０ ８
摘 要 ： 文通 过 分 析 开 关 电 源产 生 电磁 干 扰 信 号 的 原 因 ， 调 了 电磁 兼 容 性 对 开 关 电 源设 本 强 计 的 重要 性 ， 并给 出 了几 种 抑制 干 扰 信 号 的措 施 。 关 键 词 ： 关 电源 ； 开 电磁 干扰 ； 制措 施 抑
的抗干扰 能力 ， 是开 关 电源 设计 重要 考 虑 的一 个
问题 。 ２ 开 关 电 源 产 生 电磁 干 扰 的 主 要 原 因
２ １ 整 流 电路 产 生 的 电磁 干 扰 ．
２ ３ 分 布及寄 生参数 引起 的开关 电源噪 声 干扰 ．
开关 电 源的 分 布 参 数 是 多 数 干 扰 的 内在 因 素， 开关 电源 和散 热器 之 问 的分 布 电容 、 压器 变 初 次级 之 间 的 分 布 电 容 、 副 边 的 漏 感 都 是 噪 原
收 稿 日期 ：２ １ －０ — １． ００ ９ ０
作 者简 介 ：俞 梁 英 （ ９ ８ ， ， 苏 苏州 人 ， 师 ， 究 方 向 ： 用 电子 技 术 １ ７ 一） 女 江 讲 研 应
开关电源传导干扰分析与整改
开关电源传导干扰分析与整改开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源类型。
开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点，已经成为现代电子设备的首选电源类型。
然而，开关电源也存在一定的问题，其中传导干扰问题是一个需要重视的问题，下面我们来谈谈开关电源传导干扰分析与整改的问题。
1、开关电源的传导干扰问题开关电源通过高频开关管使AC电源变成高频交流电源，再通过整流、滤波、稳压等电路将高频交流电源变成DC电源，这个过程中，电路中的开关管、滤波电容、稳压电路等部件会产生电磁干扰，干扰的频率范围大致在几十kHz到几百MHz之间，这些干扰信号会以电磁波的形式传播到其他电路中，从而影响电路的正常工作。
传导干扰主要是通过电源线、信号线等物理连接传播的，对同一信号线上的电路产生干扰，影响信号的传输质量，甚至影响电路的工作稳定性。
同时，也会通过制成工艺、线路布局等方式产生辐射干扰，对周围的其他电路产生干扰。
2、开关电源传导干扰的来源（1）开关管开关电源中的开关管是主要产生传导干扰的元件之一，开关管在工作时会产生大量的高频脉冲信号，这些脉冲信号会通过电源线、信号线等物理连接透传到其他电路中，引起电路的干扰。
（2）电容开关电源中的滤波电容和稳压电容也会产生较强的传导干扰信号，电容充放电时会产生电流脉冲，这些脉冲又会产生磁场和电场，从而影响周围电路的稳定性。
（3）线路布局线路布局的不合理也是开关电源产生传导干扰的原因之一，线路长度过长，线路走向交错等都会导致干扰的产生和传输。
3、开关电源传导干扰的整改措施（1）优化开关管的选择开关电源的开关管是干扰主要源之一，优化选择开关管可以减少干扰的产生。
例如采用低压降MOSFET、反平行二极管、优化的开关频率等方式可以有效减少开关管产生的干扰。
（2）采用滤波器和稳压器开关电源中采用滤波器和稳压器，可以有效地减少电容充放电产生的干扰信号。
滤波器和稳压器可以将高频脉冲信号转换为连续的直流电源，在一定程度上减小了干扰的传输。
开关电源产生干扰的四条主要原因
开关电源产生干扰的四条主要原因1.开关电源本身的电磁干扰：开关电源采用高频开关器件进行开关操作，这会引起较高频率的电流和电压波形，并产生大量的电磁噪声。
这些高频噪声会通过电源线、输入滤波器和输出滤波器等途径进入其他电路和设备，引起干扰。
2.输入电源的电磁干扰：不同的设备可能共享相同的输入电源线路，当一个设备使用开关电源时，其产生的高频电磁噪声会通过共享的电源线路传播给其他设备，从而对它们产生干扰。
3.输出线路干扰：开关电源输出端连接的电源线路和负载线路也可能成为干扰源。
由于开关电源的开关操作会引起电流和电压的突变，这可能会在输出线路中产生较大的尖峰电流和瞬时电压斜率，同时伴随着较高频率的电流波形，进而对连接的负载产生干扰。
4.开关电源引起的电磁互感干扰：由于开关电源中的高频开关操作，其导线和电感元件之间会产生一定强度的电磁场。
当这些元件和其他线路或元件之间存在电磁耦合时，会发生电磁互感干扰。
这种耦合可能发生在电源线、输出线路和周围环境中，通过干扰线路中的电感元件或导线，引起其上产生的感应电流或感应电压，从而产生干扰。
为了减少开关电源产生的干扰，可以采取以下措施：1.优化开关电源的设计：通过合理选择高频开关器件和合适的电源变压器，以减少开关操作时产生的电磁噪声。
2.加强输入滤波：在开关电源的输入端添加滤波电路，能够有效滤除输入电源中的高频噪声，减少其对其他设备的干扰。
3.加强输出滤波：在开关电源的输出端添加输出滤波器，可以滤除输出线路中的高频噪声和尖峰电流，减少对连接设备的干扰。
4.电磁屏蔽措施：对开关电源所在的外壳进行屏蔽处理，防止其产生的电磁辐射波传播到周围环境中。
总之，开关电源产生的干扰主要与其本身设计和工作原理有关，通过合理设计、滤波和屏蔽措施，可以有效减少这些干扰，并保证设备的正常运行。
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。
开关电源的电磁干扰解决方法
差模干扰抑制器通常使用低通滤波元件构成，最简单的就是一只滤波电容接在两根电源线之间而形成的输入滤波电路（如图6中电容CX1），只要电容选择适当，就能对高频干扰起到抑制作用。该电容对高频干扰阻抗甚底，故两根电源线之间的高频干扰可以通过它，它对工频信号的阻抗很高，故对工频信号的传输毫无影响。该电容的选择主要考虑耐压值，只要满足功率线路的耐压等级，并能承受可预料的电压冲击即可。为了避免放电电流引起的冲击危害，CX电容容量不宜过大，一般在0.01～0.1μF之间。电容类型为陶瓷电容或聚酯薄膜电容。
ID=2πfCYVcY
式中：ID为漏电流；
f为电网频率。
一般装设在可移动设备上的滤波器，其交流漏电流应<1mA；若为装设在固定位置且接地的设备上的电源滤波器，其交流漏电流应<3.5mA，医疗器材规定的漏电流更小。由于考虑到漏电流的安全规范，电容CY的大小受到了限制，一般为2.2～33nF。电容类型一般为瓷片电容，使用中应注意在高频工作时电容器CY与引线电感的谐振效应。
1.2 输入电流畸变造成的噪声
开关电源的输入普遍采用桥式整流、电容滤波型整流电源。，在没有 PFC功能的输入级，由于整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用，使得二极管的导通角变小，输入电流i成为一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流。这种畸变的电流实质上除了包含基波分量以外还含有丰富的高次谐波分量。这些高次谐波分量注入电网，引起严重的谐波污染，对电网上其他的电器造成干扰。为了控制开关电源对电网的污染以及实现高功率因数，PFC电路是不可或缺的部分。
开关电源初次级之间的干扰
开关电源初次级之间的干扰主要源于以下几个方面：1.开关管负载的感性特性：开关管负载是开关电源的核心部分，由开关管和高频变压器组成。
在开关管导通瞬间，初级线圈产生很大的涌流，并在初级线圈的两端出现较高的浪涌尖峰电压。
在开关管断开瞬间，由于初级线圈的漏磁通，致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈，储藏在电感中的这部分能量将和集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡，叠加在关断电压上，形成关断电压尖峰。
这种涌流和浪涌尖峰电压具有较大的幅度和频谱较宽的特点，因此会产生较强的电磁干扰。
2.变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流：这些因素会导致潜在的电磁干扰。
开关电源中的干扰源主要集中在电压和电流变化较大的组件上，并且主要显示在开关管、二极管和高频变压器上。
随着电力电子技术的发展，开关电源模块由于其相对较小的尺寸、较高的效率和可靠的操作已开始取代传统的整流器电源，并已广泛应用于社会的各个领域。
3.快速变化的电压和电流：在开关电源中，由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流而产生的尖峰会形成潜在的电磁干扰。
此外，由于电力电子设备在开关操作过程中会产生快速变化的电压和电流，因此会产生强烈的谐波干扰和尖峰干扰。
这些干扰可能会通过传导、辐射和串扰等途径影响其自身电路和其他电子系统的正常运行。
为了解决这些干扰问题，可以采取以下措施：1.增加输入滤波器：输入滤波器可以有效地抑制开关电源产生的电磁干扰。
它由共模和差模滤波器组成，可以减小传导干扰并降低电磁辐射。
2.优化开关频率：通过优化开关频率，可以降低电磁干扰的强度和频率范围。
较高的开关频率会导致更强的电磁干扰，因此选择合适的开关频率非常重要。
3.使用软开关技术：软开关技术可以减小开关管和整流二极管的电压和电流变化率，从而减小电磁干扰。
它通过在开关管或整流二极管上增加额外的电路来控制电压和电流的变化过程。
4.屏蔽和接地：对开关电源进行良好的屏蔽和接地可以有效地减小电磁干扰对外界的传播。
开关电源电磁干扰研究
378学术性实践性理论性科学教育家2008年5月第5期圆开关电源电磁干扰研究张艳蕾朱高峰(湖南人文科技学院湖南娄底417001)【摘要】开关电源应用越来越广泛。
但产生的电磁干扰严重影响开关电源效牢及其使用。
本文分析了开关电源产生电磁干扰的主要原因，并重点给出了相应的抑制措施．以提高开关电源的电磁兼容性。
【关键词】开关电源I电磁干扰；抑制l耦合随着开关电源技术的不断发展和日趋成熟，各个应用领域对开关电源的需求也不断增长．但开关电源中所吉纹波较大。
瞬态响应较差，易产生较强的EM I(电磁干扰：El ect r o M agne t i c Int e rf er ence)，对电网、通讯设备和电子产品造成干扰。
因此．抑制开关电源本身的电磁噪声，同时提高其对电磁干扰的抗扰性，以保证电子设备能够长期安全可靠地工作，是开发和设计开关电源的一个重要课题。
1开关电源产生电磁干扰的原因1．1开关回路的噪声。
电源工作时，开关管处于高频通断状态，则前级滤波电容C、脉冲变压器初级线圈、开关管构成高频开关电流环路．其周期性的电流(di／dt特别大)．从频域来说会含有丰富的谐波成分，产生较大的辐射噪声；同时。
因开关管的负载是脉冲变压器的初级线圈。
是感性负载，所以在开关管通断时，脉冲变压器的初级线圈会感应出较高的脉冲电压，也即我们说的浪涌电压(dv／dt特别大)，也含有丰富的谐波成分。
一方面，它们通过电源线以共模、差模的形式向外传导．同时，还向周围空间辐射出噪声。
1．2高频变压器。
开关管负载为高频变压器初级线圈，是感性负载。
在开关导通瞬间．初级线圈产生很大的涌流，并在初级线圈的两端出现较高的浪涌尖峰电压；在开关管断开瞬间．由于初级线圈的漏磁通，致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈，储藏在电感中的这部分能量将和集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡，叠加在关断电压上，形成关断尖峰电压。
这种电源电压中断会产生与初级线圈接通时一样的磁化冲击电流瞬变，这个噪声会传导到输入输出端，形成传导干扰．重者有可能击穿开关管。
开关电源的电磁干扰及其滤波措施
开关电源的电磁干扰及其滤波措施1引言开关电源与线性稳压电源相比，具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等特点，广泛用于计算机及外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。
但开关电源的突出缺点是产生较强的电磁干扰(EMI)。
EMI信号既占有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经传导和辐射会污染电磁环境，对通信设备和电子仪器造成干扰。
如果处理不当，开关电源本身就会变成一个干扰源。
随着电子产品的电磁兼容性(EMC)日益受到重视，抑制开关电源的EMI，提高电子产品的质量，使之符合有关EMC标准或规范，已成为电子产品设计者越来越关注的问题。
2开关电源产生EMI的原理开关电源产生EMI的因素较多，其中由基本整流器产生的电流高次谐波干扰和变压器型功率转换电路产生的尖峰电压干扰是主要因素。
它们所以产生于电源装置的内部，是由于开关电源中的二级管和晶体管在工作过程中产生的跃变电压和电流，通过高频变压器、储能电感线圈和导线以及系统结构、元件布局等而造成的。
基本整流器的整流过程是产生EMI最常见的原因。
这是因为正弦波通过整流器后不再是单一频率的电流，而是变成单向脉动电源，此电流波形分解为一直流分量和一系列频率不同的交流分量之和。
实验结果表明，较高的谐波(特别是高次谐波)会沿着输电线路产生传导干扰和辐射干扰，一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸变，另一方面通过电源线产生射频干扰，使接收机等产生噪声。
变压器型功率转换电路是实现变压、变频以及完成输出电压调整的部件，是开关稳压电源的核心，主要由开关管和高频变压器组成。
它产生的尖峰电压是一种有较大辐度的窄脉冲，其频带较宽且谐波比较丰富。
产生这种脉冲干扰的主要原因是：(1) 开关功率晶体管感性负载是高频变压器或储能电感。
在开关管导通的瞬间，变压器初级出现很大的电流，它在开关管过激励较大时，将造成尖峰噪声。
这个尖峰噪声实际上是尖脉冲，轻者造成干扰，重者有可能击穿开关管。
(2) 由高频变压器产生的干扰。
开关电源中的电子干扰分析及解决办法
开关电源中的电子干扰分析及解决办法开关电源因体积小、功率因数较大等优点，在通信、控制、计算机等领域应用广泛。
但由于会产生电磁干扰，其进一步的应用受到一定程度上的限制。
本文将分析开关电源电磁干扰的各种产生机理，并在其基础之上，提出开关电源的电磁兼容设计方法。
开关电源的电磁干扰分析开关电源的结构如图1所示。
首先将工频交流整流为直流，再逆变为高频，最后再经整流滤波电路输出，得到稳定的直流电压。
电路设计及布局不合理、机械振动、接地不良等都会形成内部电磁干扰。
同时，变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰，也是潜在的强干扰源。
图1 AC/DC开关电源基本框图1 内部干扰源● 开关电路开关电路主要由开关管和高频变压器组成。
开关管及其散热片与外壳和电源内部的引线间存在分布电容，它产生的du/dt具有较大幅度的脉冲，频带较宽且谐波丰富。
开关管负载为高频变压器初级线圈，是感性负载。
当原来导通的开关管关断时，高频变压器的漏感产生了反电势E=-Ldi/dt，其值与集电极的电流变化率成正比，与漏感成正比，迭加在关断电压上，形成关断电压尖峰，从而形成传导干扰。
● 整流电路的整流二极管输出整流二极管截止时有一个反向电流，其恢复到零点的时间与结电容等因素有关。
它会在变压器漏感和其他分布参数的影响下产生很大的电流变化di/dt，产生较强的高频干扰，频率可达几十兆赫兹。
● 杂散参数由于工作在较高频率，开关电源中的低频元器件特性会发生变化，由此产生噪声。
在高频时，杂散参数对耦合通道的特性影响很大，而分布电容成为电磁干扰的通道。
2 外部干扰源外部干扰源可以分为电源干扰和雷电干扰，而电源干扰以“共模”和“差模”方式存在。
同时，由于交流电网直接连到整流桥和滤波电路上，在半个周期内，只有输入电压的峰值时间才有输入电流，导致电源的输入功率因数很低(大约为0.6)。
而且，该电流含有大量电流谐波分量，会对电网产生谐波“污染”。
开关电源的EMC设计产生电磁干扰有3个必要条件：干扰源、传输介质、敏感设备，EMC设计的目的就是破坏这3个条件中的一个。
高频开关电源电磁干扰
内容摘要现代电子、通信技术的发展对电源的要求越来越高。
高频开关电源以其体积小、重量轻、变换效率高等优点，广泛应用于家电、计算机、通信、控制等设备中。
但高频开关电源固有的高频辐射及传导的电磁干扰发射对开关电源效率及使用的影响已成为人们关注的热点。
因此，本文主要研究了高频开关电源电磁干扰及其抑制措施。
论文首先介绍了开关电源的概念、高频开关电源电磁干扰产生的原因，并综述了高频开关电源的发展趋势，其次具体探讨了抑制高频开关电源电磁干扰的措施。
关键词：高频开关电源；电磁干扰；抑制措施目录内容摘要 (I)引言 (3)1 高频开关电源电磁干扰产生的原因分析 (4)1.1 开关电源的定义 (4)1.2 高频开关电源的电磁干扰分析 (4)1.3 高频开关电源的发展趋势 (5)2 高频开关电源的电磁干扰的抑制措施 (8)2.1 抑制开关电源中各类电磁干扰源 (8)2.2 破坏电磁干扰传输途径 (8)2.3 其它解决方法 (10)3 高频开关电源电子干扰滤波的分析与仿真 (11)3.1 研究方法和实验方案 (11)3.2 开关电源电磁干扰的仿真 (12)结论 (14)参考文献 (15)引言开关电源由于具有体积小、重量轻、效率高、稳压范围宽等许多优点，己经广泛应用于计算机及其外围设备、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噪声干扰却形成了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，不仅对与通信电源在同一电网上供电的其它设备及电网产生干扰，同时对由通信电源供电的其它设备产生干扰，使设备不能正常工作；另一方面严重的谐波电压电流在开关电源内部产生电磁干扰，从而造成开关电源内部工作的不稳定，使电源的性能降低。
因此，只有提高开关电源的电磁兼容性，才能发挥开关电源的更大优势，使开关电源在那些对电源噪声指标有严格要求的场合下被采用。
1 高频开关电源电磁干扰产生的原因分析1.1 开关电源的定义开关电源是作为线性稳压电源的一种替代物出现的，开关电源这一称谓也是相对于线性稳压电源而产生的。
开关电源的电磁干扰产生原因及抑制方法
３ 二 次 整 流 电 路 产 生 ＥＭＩ 原 因 分 析 和抑制方法
３．１ 二次整流电路产生 ＥＭＩ 原因分析 理想整流二极管加反向电压时没有反向电流通
过， 即处于截止状态。而实际上整流二极管正向导 通时， 电荷被积累在 ＰＮ 结内， 当整流二极管加反向 电压时， ＰＮ 结内积累的电荷将急剧释放而形成一个 反向恢复电流（ 发生电流瞬变 ｄｉ／ｄｔ） ， 恢复至零的快 慢与结电容等因素有关， 并且与变压器漏感、分布电 感等寄生电感产生较强烈的高频衰减振荡。据电磁 理论可知， 电流瞬变所产生的感应电压 Ｅ 的大小和 电流瞬变 ｄｉ／ｄｔ、寄生电感 Ｌ 成正比。
滤 波 电 容 的 大 小 选 择 跟 输 入 电 流 、整 流 波 频 率 和电压纹波峰峰值等有关。实践证明输入滤波电容 的 大 小 可 由 Ｃｉｎ＝０．３Ｉｉｎ（ａｖ） ／ （ ｆｕｒｉｐｐｌｅ（ｐ－ ｐ） ） 进 行 估 算 ， 其 中 Ｃｉｎ 为输入滤波电容， Ｉｉｎ（ａｖ） 为最大平均输入电流 ， ｆ 为 整 流 频 率 ， ｕｒｉｐｐｌｅ（ｐ－ｐ） 为 输 入 滤 波 电 容 上 的 电 压 纹 波 峰 峰值。
开关电源EMC过不了的主要原因解析
开关电源EMC过不了的主要原因解析电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。
因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。
所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。
而所谓电磁干扰是指因电磁干扰而引起的设备或系统的性能下降。
EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部份，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声;而EMS 乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。
本文首先介绍了EMC的分类及标准，其次阐述了开关电源EMC干扰产生的原因，最后介绍了开关电源EMC过不了的主要原因，具体的跟随小编一起来了解一下。
EMC的分类及标准EMC(ElectromagneTIc CompaTIbility)是电磁兼容，它包括EMI(电磁骚扰)和EMS(电磁抗骚扰)。
EMC定义为：设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何设备的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
EMC整的称呼为电磁兼容。
EMP是指电磁脉冲。
EMC = EMI + EMS EMI ：?磁干? EMS ：?磁相容性(免疫力)EMI可分为传导ConducTIon及辐射RadiaTIon两部分，Conduction规范一般可分为：FCC Part 15JClass B;CISPR 22(EN55022，EN61000-3-2，EN61000-3-3) Class B;国标IT类(GB9254，GB17625)和AV类(GB13837，GB17625)。
FCC测试频率在450K-30MHz，CISPR 22测试频率在150K--30MHz，Conduction可以用频谱分析仪测试，Radiation则必须到专门的实验室测试。
高频开关电源中的电磁干扰问题及抑制措施
高频开关电源中的电磁干扰问题及抑制措施中国人民解放军78156部队重庆市九龙坡区 400039摘要：高频开关电源，在电力系统中属于比较常用的电气设备,也叫开关型整流器。
它的开关频率在50-100kHz可控范围内,主要是在IGBT或MOSFET的帮助下完成高频工作,具有运行稳定和高效率的特点，但同时也会受到电磁干扰的问题困扰。
本文通过对电磁干扰的成因及产生的机理进行分析，探讨能够抑制高频开关电源中的电磁干扰问题的有效策略，以供参考。
关键词：高频开关电源；电磁干扰；抑制措施前言：在电力系统中，由于开关电源本身重量轻、体积小和效率高的特点，被广泛应用在家用电器、计算机、通信、自动控制等电子设施设备上。
同时由于在高频条件下，开关电源工作会产生一定强度的电磁干扰，经过辐射和传导的过程，对周围的电磁环境造成一定程度的污染，进而影响电子设备的使用。
一、电磁干扰的类型在高频开关电源中，电磁干扰的来源主要来自两个方面，即设备电源自己内部出现的电磁干扰，以及设备外的电磁干扰。
设备外的电磁干扰，主要包括电磁脉冲(EMP)干扰、电网中的电磁干扰和静电放电(ESD)干扰等，而在高频开关电源的设备内部，产生电磁干扰的原因，主要是高频变压器、整流器等各种器件。
二、电磁干扰的成因由于高频开关电源本身就是个干扰源，这是由其原理所决定的。
在经过整流时，高频开关电源通过把交流电变成直流电，采用DC/AC变换技术，变成高频，经过滤波电路，滤去电流中输出电压中存在的纹波，可以使直流电压更加稳定。
但是在实现电流转换过程里，难以避免会出现许多谐波干扰问题。
此外，由于变压器存在漏电感应，与输出二极管的反向恢复电流所形成的尖峰，也存在一定的电磁干扰。
三、高频开关电源电磁干扰问题和机理（一）开关电路在高频开关电源中，开关电路既是重要的核心部分，也是主要电磁干扰源。
开关电路一般由两个组成部分。
一是道额雌花冲击电流瞬变，属于传感型的电磁干扰。
对变压器初级和配电系统形成一定影响，使电网收到谐波干扰，影响电气设备的正常运行[2]。
开关电源产生电磁辐射干扰的原因
开关电源产生电磁辐射干扰的原因。
3.直接整流电容滤波电路的特点
采用直接对交流电源进行整流滤波方式的高频开关式稳压电源，交流输入电压为220V、50Hz，一般采用桥式整流电路，然后经电解电容器滤波，变成
100Hz的锯齿形脉动直流电压，提供给该开关式稳压电源。
由图中可以看到，交流供电电源的作用是每Wms向电解电容器充电一次，
以补充开关电路消耗的能量，从电压的波形上来看为锯齿形，但是从电流的波形上来看却是脉冲形的，它们都是非正弦周期量，包含有丰富的谐波，并且绝大部分在音频范围(20-20000Hz)，其中l00Hz的成分很可能是产生音频干扰的
重要来源。
同样，根据傅里叶分析法，这个非正弦周期函数可以分解成为基波和高次谐波，其能量主要集中在基波附近，高次谐波的能量很少。
由于它的峰峰值较小(仅仅为几伏到几卡伏)，如果能够通过某些电路元件(如LC网络等)以电磁波的形式发射出去，对收音机等元线电接收设备的干扰是比较小的。
以中波波段(531-1611kHz)中的1000kHz频率为例，1∞Hz脉冲形电流中的1则kHz谐波才
与之谐振，该频率上的能量几乎为零，除非将收音机紧贴其放置，否则不可能出现干扰。
但是实际上许多收音机在距离该开关式稳压电源较远的位置仍然可以出现干扰，原因是什么呢?可以通过下面的分析得出结论。
用低频信号去调制高频载波的幅度，使高频载波的整体包络线与低频信号的变化规律相同，这就是调幅，相应的已调波就是调幅波。
如果低频信号是单一频率的正弦波，高频载波也是单一频率的正弦波，两者通过调制作用得到调幅波，根据幅度调制原理，低频信号的幅度与高频载波信号的幅度比小于1:3的。
开关电源传导骚扰和辐射骚扰解决方法
1 概述目前，电子产品电磁兼容问题越来越受到人们的重视，尤其是世界上发达国家，已经形成了一套完整的电磁兼容体系，同时我国也正在建立电磁兼容体系，因此，实现产品的电磁兼容是进入国际市场的通行证。
对于开关电源来说，由于开关管、整流管工作在大电流、高电压的条件下，对外界会产生很强的电磁干扰，因此开关电源的传导发射和电磁辐射发射相对其它产品来说更加难以实现电磁兼容，但如果我们对开关电源产生电磁干扰的原理了解清楚后，就不难找到合适的对策，将传导发射电平和辐射发射电平降到合适的水平，实现电磁兼容性设计。
2 开关电源传导骚扰2.1 传导发射的产生开关电源的传导骚扰是通过电源的输入电源线向外传播的电磁干扰。
在开关电源输入电源线中向外传播的骚扰，既有差模骚扰、又有共模骚扰，共模骚扰比差模骚扰产生更强的辐射骚扰。
传导骚扰的测试频率范围为150KHz～30MHz，限值要求如下表1 所示：在0.15MHz～1MHz 的频率范围内，骚扰主要以共模的形式存在，在1MHz～10MHz 的频率范围内，骚扰的形式是差模和共模共存，在10MHz 以上，骚扰的形式主要以共膜为主。
传导发射的差模骚扰的产生主要是由于开关管工作在开关状态，当开关管开通时，流过电源线的电流线形上升，开关管关断时电流突变为0，因此流过电源线的电流为高频的三角脉动电流，含有丰富的高频谐波分量，随着频率的升高，该谐波分量的幅度越来越小，因此差模骚扰随频率的升高而降低，另外，如下图1 所示，由于电容C5 的存在，它与电感L3 组成低通滤波器，因此，差模传导骚扰主要存在低频率段。
共模骚扰的产生主要原因是电源与大地（保护地）之间存在有分布电容，电路中方波电压的高频谐波分量通过分布电容传入大地，与电源线构成回路，产生共模骚扰。
如上图 1 所示，L、N 为电源输入，C1、C2、C3、C4、C5、L1、L2 组成输入EMI 滤波器，DB1 为整流桥，L1、VD1、C6 和VT2 为功率因数矫正主电路，VT2 为开关管，开关管的D 极与管子的散热器相连，开关管安装在散热器上时，与散热器之间形成一个耦合电容，如图1 中的C7 所示，开关管VT2 工作在开关状态，其D 极的电压为高频方波，方波的频率为开关管的开关频率，方波中的各次谐波就会通过耦合电容、L、N 电源线构成回路，产生共模骚扰。
开关电源产生电磁干扰(EMI)的原因
功率开关器件的高额开关动作是导致开关电源产生电磁干扰(EMI)的主要原因。
开关频率的提高一方面减小了电源的体积和重量，另一方面也导致了更为严重的EMI问题。
开关电源工作时，其内部的电压和电流波形都是在非常短的时间内上升和下降的，因此，开关电源本身是一个噪声发生源。
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。
使电源产生的干扰不至于对电子系统和电网造成危害的根本办法是削弱噪声发生源，或者切断电源噪声和电子系统、电网之间的耦合途径。
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交流输入电压经功率二极管整流桥变为正弦脉动电压，经电容平滑后变为直流，但电容电流的波形不是正弦波而是脉冲波。
由电流波形可知，电流中含有高次谐波。
大量电流谐波分量流入电网，造成对电网的谐波污染。
另外，由于电流是脉冲波，使电源输入功率因数降低。
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。
电源中emi产生的原理
电源中emi产生的原理
电源中电磁干扰(EMI)产生的原理可以归结为以下几个方面：
1. 开关元件的开关过程：在切换开关电源中的开关元件(如MOSFET、IGBT等)时，会产生高频电流和电压的开关过程。
这种高频开关产生的瞬态电流和电压变化会引起电磁辐射，并产生电磁波导致EMI。
2. 整流过程：开关电源的输入端通常包括整流电路，用于将交流电转换成直流电。
整流过程会产生短脉冲的电流和电压变化，这些变化同样会引起电磁辐射并产生电磁波。
3. 变压器和电感器：在开关电源中，变压器和电感器用于实现电压和电流的转换。
这些元件在工作过程中会产生磁场，当磁场发生变化时，会在周围产生电磁波，并引起EMI。
4. 共模和差模噪音：在电源的接地线和电源线之间存在共模噪音和差模噪音。
共模噪音是指电源线和接地线上同时出现的噪音，而差模噪音是指电源线和接地线之间的差分噪音。
这些噪音可以通过电源线辐射出去，形成EMI。
为了减少电源中的EMI产生，可以采取以下措施：
1. 使用滤波器：在电源输入端和输出端加入滤波器，可以有效地减少高频噪音
的传输，并降低EMI。
2. 选择合适的元件：选择低EMI的开关元件、变压器和电感器等元件，以减少EMI的产生。
3. 确保良好的接地：良好的接地可以有效地屏蔽EMI，并减少共模和差模噪音的传输。
4. 使用屏蔽材料：在设计电源时，可以使用屏蔽材料覆盖电路板或部分电源元件，以防止EMI的辐射和传播。
总之，电源中的EMI产生是由于开关元件的开关过程、整流过程、变压器和电感器的工作以及共模和差模噪音引起的。
通过合适的措施和材料选择，可以有效地减少EMI的产生。
开关电源的电磁干扰分析及抑制
输入 电路
Ｉ ｒ ——— ——— —］ ｒ ——— —— ——］ ｒ—］ Ｉ
变 换 电路
输 出 电 路
输 波Ｈ Ｈ ｝ Ｉ篓 寄 垣 强 １滤 嘉 Ｉ器 １ Ｈ ｛
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ａ ．输入 电路．在输 入 电路 中线 路滤 波 器 的 主要 作用 是 降 低 由 电网 电源 进 入 的外 来 噪声 ． 抑制 开关 电源 产 生 的电磁 干扰 对公 用 电网 的影 响 ： 涌 电流抑 制 电路 主要用 于抑 制 浪涌 电流 ； 浪 整流 电路 的作 用 是将输 入 的
交 流变 为直 流． ｂ ．变换 电路．变换 电路 是 开关 电源 的核 心部 分 ． 主要 由开 关管 和变 压器 组 成．
开关 电源 的 电磁 干 扰 分 析 及 抑 制
徐 涛 ．李训 铭
（ 海 大 学 电气 工 程 学 院 ，江 苏 南 京 ２ ０ ９ ） 河 １ ０ ８
摘 要 ：针 对 开关 电 源 电磁 干扰 的形 成 原 因 ． 出 了 几 种 降 低 和 抑 制 电磁 干 扰 的 方 法 ．实 际 应 用 表 明 所 提 方 法 不 但 可 提 行 而 且 可 以 提 高 开 关 电 源 的 电磁 兼 容性 ． 关 键 词 ：开 关 电 源 ；电 磁 干 扰 ：Ｅ 滤 波 器 ＭＩ
Ｃ ．控 制 电路．该 电路 从输 出端 采样 得 到输 出直 流 的 电压 ． 过与 基准 电压 的比较来 改 变 开关 脉 冲的 占 通 空 比 ． 而控 制输 出直 流 的电压 值 ． 从 达到 稳定 输 出． ｄ ．输 出 电路．该 电路 将 高频 变 压器 的 次级 方波 电压整 流 成单 向脉动 直流 ， 将 其平 滑 成符 合 设计 要 求 并 的低纹 波直 流 电压．
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开关电源产生电磁干扰的原因
电磁干扰(EMI，Electromagneticlnterference)是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，掌握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。
依据开关电源工作原理知:开关电源首先将工频沟通电整流为直流电，再逆变为高频沟通电，最终经过整流滤波输出，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，且工作在微秒量级;三极管、二极管在开一闭翻转过程中，在上升、下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。
开关电源通常工作在高频状态，频率在02 kHz以上，因而其分布电容不行忽视。
一方面散热片与开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视，高频电流会通过分布电容流到散热片上，再流到机壳地，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。
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，以及沟通输人、整流输出电路部分。