开关电源产生干扰的四条主要原因
开关电源电磁干扰(EMI)抑制措施总结
摘要：开关电源的电磁干扰对电子设备的性能影响很大，因此，各种标准对抑制电源设备电磁干扰的要求已越来越高。
对开关电源中电磁干扰的产生机理做了简要的描述，着重总结了几种近年提出的新的抑制电磁干扰的方法，并对其原理、应用做了简单介绍。
1 引言随着电子设备的大量应用，电源在这些设备中的地位越来越重要，而开关变换器由于体积小、重量轻、效率高等特点，在电源中占的比重越来越大。
开关电源大多工作在高频情况下，在开关器件的开关过程中，寄生元件（如寄生电容、寄生电感等）中能量的高频变化产生了大量的电磁干扰（ ElectromagneticInterference ， EMI ）。
EMI 信号占有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经过在电路、空间中的传导和辐射，污染了周围的电磁环境，影响了与其它电子设备的电磁兼容（ ElectromagneticCompatibility ）性。
随着近年来各国对电子设备的电磁干扰和电磁兼容性能要求的不断提高，对电磁干扰以及新的抑制方法的研究已成为开关电源研究中的热点。
本文对电磁干扰产生、传播的机理进行了简要的介绍，重点总结了几种近年来提出的抑制开关电源电磁干扰产生及传播的新方法。
2 电磁干扰的产生和传播方式开关电源中的电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰两种。
通常传导干扰比较好分析，可以将电路理论和数学知识结合起来，对电磁干扰中各种元器件的特性进行研究；但对辐射干扰而言，由于电路中存在不同干扰源的综合作用，又涉及到电磁场理论，分析起来比较困难。
下面将对这两种干扰的机理作一简要的介绍。
2.1传导干扰的产生和传播传导干扰可分为共模（ CommonMode CM ）干扰和差模（ DifferentialMode DM ）干扰。
由于寄生参数的存在以及开关电源中开关器件的高频开通与关断，使得开关电源在其输入端（即交流电网侧）产生较大的共模干扰和差模干扰。
2.1.1 共模（ CM ）干扰变换器工作在高频情况时，由于 dv/dt 很高，激发变压器线圈间、以及开关管与散热片间的寄生电容，从而产生了共模干扰。
抑制开关电源电磁干扰的措施
抑制开关电源电磁干扰的措施开关电源存在着共模干扰和差模干扰两种电磁干扰形式。
根据上篇分析的电磁干扰源，结合它们的耦合途径，可以从EMI 滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来抑制干扰，把电磁干扰衰减到允许限度之内。
1.交流输入EMI 滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法，在电源输入端接上滤波器可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。
电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。
电源进线端通常采用如图1 所示的EMI 滤波器电路。
该电路可以有效地抑制交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。
在电路中，跨接在电源两端的差模电容Cx1、Cx2 （亦称X 电容）用于滤除差模干扰信号，一般采用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器，电容值通常取0.1~ 0. 47F。
而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2 （亦称Y 电容）则用来短路共模噪声电流，取值范围通常为C1=C2 # 2200 pF。
抑制电感L1、L2 通常取100~ 130H，共模扼流圈L 是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成，通常要求其电感量L#15~ 25 mH。
当负载电流渡过共模扼流圈时，串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上线圈所产生的磁力线方向相反，它们在磁芯中相互抵消。
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。
2.利用吸收电路开关电源产生EMI 的主要原因是电压和电流的急剧变化，因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率（ du/ dt 和di/ dt ）。
采取吸收电路能够抑制EMI，其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路，吸收积蓄在寄生分布参数中的能量，从而抑制干扰的发生。
可以在开关管两端并联如图2（ a）所示的RC 吸收电路，开关管或二极管在开通和关断过程中，管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压，可以通过缓冲的方法予以克服。
开关电源EMI整改经验总结
开关电源EMI整改中，关于不同频段干扰原因及抑制办法：一、1MHZ以内----以差模干扰为主（整改建议）1. 增大X电容量；2. 添加差模电感；3. 小功率电源可采用PI型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。
二、1MHZ---5MHZ---差模共模混合采用输入端并联一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决，（整改建议）1. 对于差模干扰超标可调整X电容量，添加差模电感器，调差模电感量；2. 对于共模干扰超标可添加共模电感，选用合理的电感量来抑制；3. 也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如FR107一对普通整流二极管1N4007。
三、5M---以上以共摸干扰为主，采用抑制共摸的方法。
（整改建议）对于外壳接地的，在地线上用一个磁环串绕2-3圈会对10MHZ以上干扰有较大的衰减作用；可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔，铜箔闭环。
处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。
四、对于20--30MHZ，（整改建议）1. 对于一类产品可以采用调整对地Y2电容量或改变Y2电容位置；2. 调整一二次侧间的Y1电容位置及参数值；3. 在变压器外面包铜箔；变压器最里层加屏蔽层；调整变压器的各绕组的排布。
4. 改变PCB LAYOUT；5. 输出线前面接一个双线并绕的小共模电感；6. 在输出整流管两端并联RC滤波器且调整合理的参数；7. 在变压器与MOSFET之间加BEAD CORE；8. 在变压器的输入电压脚加一个小电容。
9. 可以用增大MOS驱动电阻。
五、30---50MHZ 普遍是MOS管高速开通关断引起（整改建议）1. 可以用增大MOS驱动电阻；2. RCD缓冲电路采用1N4007慢管；3. VCC供电电压用1N4007慢管来解决；4. 或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感；5. 在MOSFET的D-S脚并联一个小吸收电路；6. 在变压器与MOSFET之间加BEAD CORE；7. 在变压器的输入电压脚加一个小电容；8. PCB心LAYOUT时大电解电容，变压器，MOS构成的电路环尽可能的小；9. 变压器，输出二极管，输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。
开关电源中的干扰
开关电源中的干扰一.电源线噪声电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的,电源线的噪声分为两大类:共模干扰和差模干扰。
1.共模干扰（Common-mode Interference）:两导线上的干扰电流振幅相等，而方向相同者称为共模干扰。
(任何载流体与地之间不希望有的电位)共模干扰的消除共模扼流圈工作原理如下：共模扼流圈当电路中的正常电流通过时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响（和少量因漏感造成的阻尼）；当共模电流流过线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈类产生同向的磁场而增大线圈的阻抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流达到滤波的目的。
共模电容的工作原理和差模电容的工作原理是一致的，都是利用电容的高频低阻性，使高频干扰电路短路，而低频时电路不受任何影响。
只是差模电容是两极之间短路，而共模电容是线对地短路。
消除共模干扰的方法包括：（1）.采用双绞线并有效接地。
（2）.强电场的地方还需要采用度锌管屏蔽。
（3）.布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线。
（4）.不要和电控所共用同一个电源。
（5）.采用线形稳压电源或高品质的开关电源（纹波干扰小于50mV）（6）.采用差分式电路2.差模干扰（Differential-mode Interference）：两导线上的干扰电流，振幅相等，方向相反称为差模干扰。
（任何两个载流体之间不希望有的电位差）（电容C的容量范围大致是2200pF-0.1uF,为减小漏电流，电容量不宜超过0.1uF）差模干扰的消除当干扰信号频率越高时，Zc越小，效果越明显，而低频时电路不受任何影响。
（电容C的容量大致是0.01-0.47uF）任何电源线上传导干扰信号，均用差模和共模信号来表示，差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，一般指在两根信号线上产生的幅值相等，相位相同的噪声，属于非对对称性干扰。
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。
开关电源常见尖峰的产生原因和抑制方法
开关电源的尖峰干扰及其抑制电源纹波会干扰电子设备的正常工作，引起诸如计算机死机、数据处理出错及控制系统失灵等故障，给生产和科研酿成难以估量的损失，因此必须采取措施加以抑制。
产生尖峰的原因很多，以下着重说明滤波电路对二极管反向恢复时间所产生的纹波尖峰加以分析，并总结出几种有效的抑制措施。
2滤波电路为减小电源尖峰干扰需要在电源进线端和电源输出线端分别加入滤波电路。
2.1电源进线端滤波器在电源进线端通常采用如图1所示电路。
该电路对共模和差模纹波干扰均有较好抑制作用。
图中各元器件的作用：（1）L1,L2,C1用于滤除差模干扰信号。
L1,L2磁芯面积不宜太小，以免饱和。
电感量几毫亨至几十毫亨。
C1为电源跨接电容，又称X电容。
用陶瓷电容或聚脂薄膜电容效果更好。
电容量取0.22μF～0.47μF。
（2）L3，L4，C2，C3用于滤除共模干扰信号。
L3，L4要求圈数相同，一般取10，电感量2mH左右。
C2，C3为旁路电容，又称Y电容。
电容量要求2200pF左右。
电容量过大，影响设备的绝缘性能。
在同一磁芯上绕两个匝数相等的线圈。
电源往返电流在磁芯中产生大小相等、方向相反的磁通。
故对差模信号电感L3、L4不起作用（见图2），但对于相线与地线间共模信号，呈现为一个大电感。
其等效电路如图3所示。
由等效电路知：令L1=L2=M=L，UN=RCI1同时RC RL，则：图1电源进线端滤波电路(1)一般ωL RL，则：。
式（1）表明，对共模信号Ug而言，共模电感呈现很大的阻抗。
2.2输出端滤波器输出端滤波器大都采用LC滤波电路。
其元件选择一般资料中均有。
为进一步降低纹波，需加入二次LC滤波电路。
LC滤波电路中L值不宜过大，以免引起自激，电感线圈一般以1～2匝为宜。
电容宜采用多只并联的方法，以降低等效串联电阻。
同时采样回路中要加入RC前馈采样网络。
图2共模电感对差模信号不起作用如果加入滤波器后，效果仍不理想，则要详细检查公共地线的长度、线径是否合适。
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EM必须掌握的概念
1.电磁干扰的产生与传输电磁干扰传输有两种方式：一种是传导传输方式，另一种则是辐射传输方式。
传导传输是在干扰源和敏感设备之间有完整的电路连接，干扰信号沿着连接电路传递到接收器而发生电磁干扰现象。
辐射传输是干扰信号通过介质以电磁波的形式向外传播的干扰形式。
常见的辐射耦合有三种：1）一个天线发射的电磁波被另一个天线意外地接收，称为天线对天线的耦合；2）空间电磁场经导线感应而耦合，称为场对线的耦合。
3）两根平等导线之间的高频信号相互感应而形成的耦合，称为线对线的感应耦合。
2.电磁干扰的产生机理从被干扰的敏感设备角度来说，干扰耦合又可分为传导耦合和辐射耦合两类。
● 传导耦合模型传导耦合按其原理可分为电阻性耦合、电容性耦合和电感性耦合三种基本耦合方式。
● 辐射耦合模型辐射耦合是干扰耦合的另一种方式，除了从干扰源发出的有意辐射外，还有大量的无意辐射。
同时，PCB板上的走线无论是电源线、信号线、时钟线、数据线或者控制线等，都能起到天线的效果，即可辐射出干扰波，又可起到接收作用。
3.电磁干扰控制技术①传输通道抑制● 滤波：在设计和选用滤波器时应注意频率特性、耐压性能、额定电流、阻抗特性、屏蔽和可靠性。
滤波器的安装正确与否对其插入损耗特性影响很大，只有安装位置恰当，安装方法正确，才能对干扰起到预期的滤波作用。
在安装滤波器时应考虑安装位置，输入输出侧的配线必须屏蔽隔离，以及高频接地和搭接方法。
● 屏蔽：电磁屏蔽按原理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种。
电场屏蔽包含静电屏蔽和交变电场屏蔽；磁场屏蔽包含低频磁场屏蔽和高频磁场屏蔽。
不同类型的电磁屏蔽对屏蔽体的要求不同。
在实际的屏蔽中，电磁屏蔽效能更大程度上依赖于屏蔽体的结构，即导电的连续性。
实际的屏蔽体由于制造、装配、维修、散热、观察及接口连接要求，其上面一般都开有形状各异、尺寸不同的孔缝，这些孔缝对于屏蔽体的屏蔽效能起着重要的影响作用，因此必须采取措施来抑制孔缝的电磁泄漏。
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。
电力电子技术中的开关电源稳定性问题解决
电力电子技术中的开关电源稳定性问题解决在电力电子技术领域中，开关电源的稳定性问题一直是一个关注的焦点。
开关电源的稳定性直接影响着整个电力系统的可靠性和效果。
本文将探讨电力电子技术中开关电源稳定性问题的解决方法。
一、开关电源的稳定性问题概述开关电源作为一种常用的电力电子设备，具有高能效、小体积和可调性强等特点，被广泛应用于各个领域。
然而，由于其整流环节存在的开关行为和功率因素调节等原因，导致开关电源在工作过程中容易产生一些稳定性问题。
例如输出电压波动大、远离设定值、负载响应能力差等。
二、稳定性问题的原因分析1. 开关动作不精确：开关电源的稳定性问题往往与开关件的精度有关。
开关电源在开关过程中既要迅速切换又要保持较高的精度，若开关动作不准确，就会导致输出电压波动。
2. 电路参数变化：开关电源的电路参数可能会随着温度变化、元器件老化等因素而发生变化。
这些参数的变化可能导致开关电源的输出电压产生波动或偏离设定值。
3. 输入电源的干扰：开关电源在工作时，输入电源可能会受到外界干扰，如电磁辐射、电压波动等。
这些干扰可能会传导到开关电源输出端，引起输出电压的不稳定性。
三、解决开关电源稳定性问题的方法1. 优化开关设计：通过改进开关电源的设计，提高开关件的精度和动作准确性，减小开关动作带来的波动。
可以采用高精度的开关元器件，优化控制算法，提升开关电源的稳定性。
2. 对电路参数进行补偿调节：通过对开关电源的电路参数进行实时监测和测量，利用反馈控制算法对电路参数进行补偿调节，使得开关电源在工作过程中能够自动适应参数变化，提高稳定性。
3. 增加滤波电路：在开关电源输出端加入滤波电路，能够有效地滤除输入电源的干扰信号和谐波成分。
滤波电路的设计应考虑到频域特性和干扰的消除效果，以提高开关电源的稳定性。
4. 提高工作温度范围和负载适应能力：开关电源在设计中考虑到工作温度范围和负载变化的适应能力，使其在不同工况下能够保持较好的稳定性。
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。
电源干扰的频段
电源干扰的频段
电源干扰通常表现为在电源线上引入的不期望的电信号，这些电信号可以影响与电源线相连的其他设备和电子系统的正常运行。
电源干扰的频段主要集中在以下几个方面：
1.低频电源干扰：
频段：通常在几十赫兹（Hz）到几千赫兹（kHz）范围内。
原因：由于电源系统的交流（AC）频率，一般为50赫兹或60赫兹，这可能导致与其倍数相关的低频电源干扰。
2.高频电源干扰：
频段：从几千赫兹到几兆赫兹（MHz）。
原因：由于电子设备中的开关电源、电子开关和其他高速电路操作，产生了高频电源噪声。
3.谐波和亚谐波：
频段：电源系统频率的倍数，通常在几十赫兹到几百千赫兹之间。
原因：非线性元件，如整流器、电机等，可能在电源中引入谐波和亚谐波。
4.射频干扰：
频段：超过几兆赫兹，包括射频（RF）和微波频段。
原因：环境中的射频信号、通信设备或无线电设备可能引入射频电源干扰。
5.脉冲噪声：
频段：脉冲可能在纳秒到微秒的时间范围内，因此包含宽带频谱。
原因：开关电源、电子开关和其他电气设备的开关操作可能导致短脉冲的产生。
6.电磁干扰（EMI）：
频段：超过射频频段，可以包括微波频段。
原因：电气设备中的电流和电压变化可能导致电磁场的辐射，引起干扰。
准确的电源干扰频段取决于具体的电源和电子设备，以及其工作条件和环境。
对于特定的应用，可以使用滤波器、隔离器、电源调整器等设备来减小或消除电源干扰。
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。
开关电源干扰(差模噪声与共模噪声)问题
开关电源干扰（差模噪声与共模噪声）问题1、干扰是如何产生的差模噪声：主要由开关变换器的脉动电流引起。
共模噪声：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；共模电流包括连线到接地面的位移电流，开关器件的d/d通过外壳和散热片之间的分布电容对地形成的噪声电流。
整流电路：整流电路一般采用不控整流方式，后接大容量滤波电容，电容的接入往往导致整流二极管导通角变小，而引起输入侧的交流电流波形产生畸变。
开关管及整流管：高频率的开关，在微妙量级时间内产品射频能量，是噪声主要来源，通过辐射或传导方式释放。
分布电容：电路、PCB、散热器等之间在高频开关的突然充放电影响之下，分布电容被激活，这也是噪声的重要来源。
变压器：变压器的分布电容，也会产生噪声。
2、干扰造成的影响噪声会通过传导、辐射、耦合等方式对外传播高频噪声会对设备本身电子器件造成影响，导致电路工作异常，降低器件使用寿命；噪声会对与之临近的设备产生影响，导致临近设备工作紊乱；噪声会通过传导进入电网，影响挂接在电网上的其他设备。
3、干扰如何去除[1]1）电网到设备之间，加装线性滤波器L1、L2、C1组成差模滤波电路，C1为X电容（安规电容）；L3、C2、C3组成共模滤波电路，L3为共模电感，C2、C3为Y电容（安规电容）。
2）为开关器件添加RC吸收电路3）接地，接地线尽量短粗，减小接地电阻，辐射可以加屏蔽罩a适合低要求场合；b适合有公共线路阻抗引起噪声的低频场合；c适合于存在共模噪声的高频场合4）电阻电阻选择金属膜电阻（RJ），不用碳膜电阻（RT），RT发热量会随着工作频率升高而急剧增加，会造成器件过热甚至导致器件烧毁。
5）滤波电容选择电容要看他的阻抗-频率特性，一般铝电解电容工作在10K以上时，其阻抗特性会呈现出感性，这是我们不希望发生的。
所以，高频电路要选择特定的滤波电容：回端电容；多芯电容；叠片电容；复合电容：将一个大电容和一个小的瓷片电容并联使用，可获得较好的高频特性，但最高一般可用到1MHZ，再高就无法抑制了。
浅谈开关电源电磁干扰及其抑制技术
浅谈开关电源电磁干扰及其抑制技术摘要：开关电源以其重量轻、体积小、效率高、可靠性高等优点得到了广泛的应用。
然而，开关电源的电磁干扰不容忽视。
近年来，随着科学技术的发展，电磁干扰问题涉及到的领域不断扩大。
特别是消费类电子电源的体积越来越小，功率越来越大，开关电源的功率密度越来越大，电磁干扰越来越严重，将极大地影响人们的生活和设备的运行。
因此，开关电源的电磁干扰抑制技术一直是国内相关技术人员的研究重点。
关键词：开关电源；电磁干扰；抑制技术引言随着电子信息技术的飞速发展，开关电源以其转换效率高、稳定性好等优点被广泛应用于各个领域。
开关电源在实际应用中经常发生电磁干扰，影响开关电源的使用体验。
解决开关电源的电磁干扰问题，促进开关电源的可靠稳定应用。
1.开关电源工作机理开关电源的主要作用是将电网交流电，转换为设备所需要的直流电，保证用电设备的正常运转。
开关电源电路主要由以下的部分组成：一、输入整流滤波电路；二、反馈控制电路；三、初级功率回路；四、次级整流滤波电路。
其中输入滤波电路主要包括过滤电网杂波的输入滤波器，其能阻止开关电源本身产生的干扰影响到电网，同时也能滤除电网的干扰，保证开关电源正常运行。
整流电路，将电网交流电转化为脉冲直流电。
给控制回路提供能量基础；反馈控制电路是是利用现代电力电子技术，通过对输出电压电流的采样比较，反馈控制开关管开通和关断的时间比率，以实现稳定输出，来满足电气设备的要求，保证整个电气部分的正常运行。
初级功率回路主要由高频变压器、初级开关管、功率检测电阻等组成。
接受反馈控制回路的调节，将整流电路的脉冲直流电，通过高频变压器传递到次级；次级整流滤波电路主要由次级二极管，储能及滤波电容和恒流恒压控制电路组成。
和反馈控制电路相关联，将变压器从初级传递的能量整流后进行一系列的处理，以提供设备所需的直流电压和电流。
1.电磁干扰的危害开关电源内部出现的电磁干扰可分为两种，一种是干扰信号通过导线或公共电源线进行传输，互相产生干扰称为传导干扰；另外一种是开关电源产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备，称为辐射干扰。
开关电源的电磁干扰和射频干扰及电气安全标准
开关电源的电磁干扰和射频干扰及电气安全标准一、电磁干扰和射频干扰（EMI-RFI）美国及国际标准化组织已对电磁干扰和射频干扰制定了若干标准，要求电子设备的生产厂商将其产品的辐射和传导干扰降低到可接受的程度。
在美国，权威的指导性文件是FCC Dock-et20780，在国际上，德国的Verband Deutscher Elek-tronotechniker（VDE）安全标准则得到了广泛的采用。
FCC和VDE两个标准，主要是针对最终产品提出的，而不是组装产品的部件，但使用开关电源的整机产品，必须符合EMI-RFI的有关条款，了解这一点是非常重要的。
正是因为如此，既便开关电源已经使用了一个输入滤波器，这个滤波器对无源负载电路是匹配的，但对有源动态电子电路供电时，其抑制干扰的能力会发生剧烈的变化。
本文试图引导大家了解一些RFI的难题，并给出减小这些干扰的措施，这无论对电源设计或最终产品的设计均是需要遵循的。
1.FCC和VDE标准关于噪声抑制的条款FCC和VDE两项标准对由交流供电且由高频数字电路构成的设备的RFI抑制均提出了相应要求。
VDE标准把它的条款分成二类：第一类是工作在0～10kHz 的设备产生的无意性高频干扰。
它们的标准号分别是VDE-0875和VDE-0879；第二类是用于要求那些使用10kHz以上频率的设备所产生的有意性高频干扰，它们的标准号是VDE-0871和VDE-0872。
与此不同的是，FCC则针对产生或使用定时脉冲信号大于10kHz的所有设备提出RFI限制的有关条款。
图1所示给出了FCC和VDE对RFI的各项要求。
注：IEC为国际电子技术委员会的英文缩写；CISPR为国际无线电干扰特别委员会的英文缩写；EEC为电子设备的英文缩写。
FCC对EMI-RFI的有关条款与VDE的有关条款十分接近，其CLASS A部分要求商业、贸易和工业环境的设备，其电磁干扰辐射应在几分贝/微伏，所有能达到VDE 0875/N或VDE-0871/A，C标准规定的设备，几乎都能达到FCC的这一要求。
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森树强电子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。
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。
这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。
开关电源的噪音及解决方法
开关电源具有线性电源无可比拟的许多优点:体积小,重量轻,效率高等等,但开关电源会产生电磁干扰,尤其是中大功率等级的开关电源干扰更为严重。
这是由于开关电源存在着整流谐波、开关频率和它的谐波以及在开关转换中所固有的高速电流和电压瞬变。
产生电磁干扰是开关电源本身的特点所决定的,是难以避免的,关键是如何采取有效的措施来减小其干扰程度。
通过对开关电源进行电磁兼容性测试得知,一般有以下四项指标不合格。
CE01100Hz~15KHz电源线传导发射。
CE0315KHz~50MHz电源线传导发射。
RE0125Hz~50KHz磁场辐射发射。
RE0214KHz~10GHz电场辐射发射。
2开关电源电磁干扰产生原因分析开关电源按主电路型式可分为全桥式,半桥式,推挽式等几种,但无论何种类型的开关电源在工作时都会产生很强的噪声。
它们通过电源线以共模或差模方式向外传导,同时还向周围空间辐射。
开关电源对由电网侵入的外部噪声也很敏感,并经它传递到其他电子设备中产生干扰。
图1是一种最简单的开关电源主电路型式,直流变换式它激单边型开关电源,以此为例分析开关电源的噪声来源。
交流电输入开关电源后,由桥式整流器V1~V4整理成直流电压Vi加在高频变压器的初级L1和开关管V5上。
开关管V5的基极输入一个几十到几百千赫的高频矩形波,其重复频率和占空比由输出直流电压VO的要求来确定。
被开关管放大了的脉冲电流由高频变压器耦合到次级回路。
高频变压器初次级匝数之比也是由输出直流电压VO的要求来确定的。
高频脉冲电流经二极管V6整流并经C2滤波后变成直流输出电压VO。
因此开关电源在以下几个环节都将产生噪声,形成电磁干扰。
(1)高频变压器初级L1、开关管V5和滤波电容C1构成的高频开关电流环路,可能会产生较大的空间辐射。
如果电容器滤波不足,则高频电流还会以差模方式传导到输入交流电源中去。
如图1中的I1 。
(2)高频变压器次级L2、整流二极管V6、滤波电容C2也构成高频开关电流环路会产生空间辐射。
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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。