开关电源干扰耦合的两种方式

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浅析开关电源的电磁干扰及抑制方法

浅析开关电源的电磁干扰及抑制方法

杜 卫军
科技论 坛 I Il
张 霆
浅析 开关 电源 的电磁 干扰及抑制 方法
( 陕西长岭电子科技有限责任公 司, 陕西 宝鸡 7 10 ) 2 06
摘 要: 先分析 了开关电源产生电磁干扰的机理, 目前几种有 效的开关电源电磁干扰措施进行 了分析 比较, 为开关 电源电磁 干扰 的进 一步 就 并 研究提 出参考建议。 关键词: 开关电源; 电磁干 扰; 抑制 ; 耦合

—6一Leabharlann 引言 数的提取和近场干扰估计的难度。 频共存的电路系统中, 应分别将低频电路、 高频电 随着科学技术的高速发展 , 电子系统的应用 3E 测试技术 MI 路、 功率电路的地线单 独连接后, 再连接到公共参 领域越来越广泛, 子设备的种类也越来越多 , 电 电 目前诊断差模共模干扰的三种方法: 射频电 考 上。 子设备与人们的工作、 生活的关系 日 益密切, 它们 流探头、 差模抑制网络、 噪声分离网络。用射频电 滤波是抑制传导干扰的一种很好的办法。例 对开关电源的要求越来越高。电子设备的 小型化 流探头是测量差模共模干扰最简单的方法 , 但测 如, 在电源输入端接上滤波器 . 可以抑制开关电源 和低成本化, 促使开关电源朝着轻 、 小和高效 量结果与标准限值比较要经过较复杂的换算。差 产生并向电网反馈的干扰,也可以抑制来 自电网 薄、 率的方向发展。但随着开关电源工作频率的不断 模抑制网络结构简单 , 测量结果可直接与标准限 的噪声对电源本身的侵害。 在滤波电路中, 还采用 提高,印制电路板的走线和元件的布局不当等原 值 比较 , 但只能测量共模干扰。噪声分离网络是最 很多专用的滤波元件 。如穿心电容器 、三端电容 因, 它会产生各种干扰。 这些干扰将会严重地污染 理想的方法 , 但其关键部件变压器的制造要求很 器、 铁氧体磁环, 它们能够改善电路的滤波特性。 电网, 影响邻近电子设备的正常工作。 尽量降低开 高。 恰 当地设计或选择滤波器,并正确地安装和使用 关电源的电磁干扰 , 提高其使用范围 , 是从事开关 4目 前抑制干扰的『 1 种方法 滤波器 是抗干扰技术的重要组成部分。 电源设计与应用时必须考虑的问题。 5目 前开关电源 E I M 抑制措施的不足之处 形成电磁干扰的三要素是干扰源、 传播途径 目 许多科研院所都进行了开关电源 E I 和受扰设备。 前。 M 因而 抑制电 磁干扰也应该 从 这三方 现有的抑制措施大多从消除干扰源和受扰设 ( et m ge c n r r c 的研究 , E c o ant t e ne l r i Ie e ) f 他们中有些 面着手。首先应该抑制干扰源,直接消除干扰原 备之间的耦合和辐射 , 切断电磁干扰的传播途径 从E I M 产生的机理出发 , 有些从 E I M 产生的影响 因; 其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和 出发 , 这的确是抑制干扰的一种行之有效的办法 , 消除干扰 , 或提高 出发 , 都提出了许多有实用有价值的方案 , 这里我 辐射, 切断电磁干扰的传播途径; 第三是提高受扰 但很少有涉及直接控制干扰源, 分析比较了几种有效的方案,并为开关电源 E I 设备的抗干扰能力, M 减低其对噪声的敏感度。 前 受扰设备的抗扰能力 , 目 其实后者还有许多发展的 抑制干扰 的几种措施基本 匕 都是用切断电磁干扰 空间 。 l 开关电源电磁干扰的产生机理 6改进措施的建议 源和受扰设备之间的耦合通道,它们确是行之有 开关电源产生的干扰。 按噪声干扰源种类来 效的办法。常用的方法是屏 、 蔽 接地和滤波。 目前从电磁干扰的传播途径 出发来抑制干 分, 可分为尖峰干扰和谐波干扰两种; 若按耦合通 采用屏蔽技术可以有效地抑制开关 电源的电 扰 , 渐进成熟。 已 我们的视 回到开关电源器件 要 路来分, 可分为传导干扰和辐射干扰两种。 现在按 磁辐射干扰。 例如, 功率开关管和输出二极管通常 本身来 , 从多年的工作实践来看, 在电路方面要注 噪声干扰源来分别说明:二极管的反向 恢复时间 有较大的功率损耗 , 为了散热往往需要安装散热 意以下 几 : 引起的干扰 。高频整流回路中的整流二极管正向 器或直接安装在电源底板上。器件安装时需要导 印制板布局时,要将模拟电路区和数字电路 导通时有较大的正向电流流过, 在其受反偏电压 热 陛 能好的绝缘片进行绝缘 , 这就使器件与底板 区合理地分开, 电源和地线单独引出 , 电源供给处 而转向截止时 , 由于 P N结中有较多的载流子积 和散热器之间产生了分布电容, 开关电源 的底板 汇集到一点; P C B布线时,高频数字信号线要 累, 因而在载流子消失之前的一段时间里, 电流会 是交流电源的地线 ,因而通过器件与底板之间的 用短线 , 主要信号线最好集中在 P c B板中心 , 反 向流动, 致使载流子消失的反向恢复电流急遽 分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模 同时电源线尽可能远离高频数字信号线或用地线 减少而发生很大的电流变化(i O dd 。 / 可以根据耦合系数来布线 , 尽量减少 干扰 , 解决这个问题 的办法是采用两层绝缘片之 隔开。其次 , 开关管工作时产生的 谐波干扰。 功率开关管 间夹一层屏蔽片, 并把屏蔽片接到直流地上, 割断 干扰耦合。 在导通时流过较大的脉冲电流。 例如芷 激型、 推挽 了 射频干扰向输入电网 传播的途径。为了抑制开 印制板的电源线 和地线印制条尽可能宽 , 以 型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近 关电源产生的辐射 ,电磁干扰对其他电子设备的 减小线阻抗 , 从而减小公共阻抗引起的干扰噪声。 似为矩形波, 其中含有丰富的高次谐波分量。当采 影响,可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽 器件多选用贴片元件和尽可能缩短元件的引 用零电流 、零电压开关时, 这种谐波干扰将会很 罩, 然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为 脚度, 以减小元件分布电感的影响。 在电源端尽可 小。另外。 功率开关管在截止期间, 高频变压器绕 体 , 就能对电磁场进行有效的屏蔽。电源某些部 能靠近器件接人滤波电容,以缩短开关电流的流 组漏感引起的电流突变, 也会产生尖峰干扰。 分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。 例如 , 静 通途径, 如用 l F铝电解和 n1 F 电容并联 0 交流输入回路产生的干扰。无工频变压器的 电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰 ;电磁屏 接 在电源脚 上 。 于高速 数字 I 对 c的电源端 可 以用 开关电源输 ^ 端整流管在反向恢复期间会引起高 蔽用的导体厉 上可以不接地 ,但不接地的屏蔽 钽电解电容代替铝电解电容,因为钽电解的对地 狈4 频衰减振荡产生干扰。 导体时常增强静电耦合而产生所谓“ 负静电屏蔽” 阻抗 比铝电解小得多。 开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量, 效应 , 所以仍以接地为好 , 这样使电磁屏蔽能同时 7结论 通过开关 电源的 输入输 出 线传播出去而形成的干 发挥静电屏蔽的作用 。电路的公共参考点与大地 产生开关电源电磁干扰的因素还很多 , 抑制 扰称之为传导干扰; 而渚波和寄生振荡的能量。 通 相连 , 可为信号回路提供稳定的参考 电位。因此 , 电磁干扰还有大量的工作。全面抑制开关电源的 过输入输出线传播时, 都会在空问产生电场和磁 系统中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参考 各种噪声会使开关电源得到更广泛的应用。 场。 这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。 地线各 自形成接地母线后 , 最终都与大地相连。 参考 文献 2联 电源 E 的托 MI 在电路系统设计中应遵循 “ —点接地”的原 f 元玲. 1 1曾 浅谈开关电源电磁干扰的押制措施 作为工作于开关状态的能量转换装置。 开关 则 , 如果形成多点接地 , 会出现闭合 的接地环路 , 科技创新导报, 2 ] 电源的电压、电流变化率很高, 产生的干扰强度 当磁力线穿过该回路时将产生磁感应噪声, 实际 [刘志雄 浅议开关电源的干扰源 湖南农机 , 1 较大; 干扰源主要集中在功率开关期间以 及与之 上很难实现“ 一点接地” 。因此 , 为降低接地阻抗 , f周邦雄 实用电源技术手册。 3 相连的散热器和高频变压器 。 相对于数字电路干 消除分布 电容的影响而采取平面式或多点接地 , 扰源的位置较为清楚; 开关频率不高( 从几十千赫 利用—个导电平面 ( 底板或多层印制板电路的导 和数兆赫兹) ,主要的干扰形式为传导干扰和近场 电平面层等) 作为参考地, 需要接地的各部分就近 干扰 ; 而印刷线路板( 走线通常采用手工 接到该参考地上。 Pc B) 为进一步减小接地回路的压降, 布线 , 具有更大的随意性, 这增加了 Pc B分布参 可用旁路电容减少返回电流的幅值。在低频和高

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

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。

开关电源中常用的几种抑制电磁干扰的措施

开关电源中常用的几种抑制电磁干扰的措施

开关电源中常用的几种抑制电磁干扰的措施形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。

因而,抑制电磁干扰也应该从这三方面着手。

首先应该抑制干扰源,直接消除干扰原因;其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,切断电磁干扰的传播途径(见图2);第三是提高受扰设备的抗扰能力,减低其对噪声的敏感度。

目前抑制干扰的几种措施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道,它们确是行之有效的办法。

常用的方法是屏蔽、接地和滤波。

图1 共模干扰采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。

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

器件安装时需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产生了分布电容,开关电源的底板是交流电源的地线,因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰,解决这个问题的办法是采用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断了射频干扰向输入电网传播的途径。

为了抑制开关电源产生的辐射,电磁干扰对其他电子设备的影响,可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体,就能对电磁场进行有效的屏蔽。

电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。

例如,静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰;电磁屏蔽用的导体原则上可以不接地,但不接地的屏蔽导体时常增强静电耦合而产生所谓“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发挥静电屏蔽的作用。

电路的公共参考点与大地相连,可为信号回路提供稳定的参考电位。

因此,系统中的安全保护地线、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.在电路系统设计中应遵循“一点接地”的原则,如果形成多点接地,会出现闭合的接地环路,当磁力线穿过该回路时将产生磁感应噪声,实际上很难实现“一点接地”。

因此,为降低接地阻抗,消除分布电容的影响而采取平面式或多点接地,利用一个导电平面(底板或多层印制板电路的导电平面层等)作为参考地,需要接地的各部分就近接到该参考地上。

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

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。

开关电源的电磁干扰解决方法

开关电源的电磁干扰解决方法
输出整流二极管的反向恢复问题可以通过在输出整流管上串联一个饱和电感来抑制,,饱和电感Ls与二极管串联工作。饱和电感的磁芯是用具有矩形BH曲线的磁性材料制成的。同磁放大器使用的材料一样,这种磁芯做的电感有很高的磁导率,该种磁芯在BH曲线上拥有一段接近垂直的线性区并很容易进入饱和。实际使用中,在输出整流二极管导通时,使饱和电感工作在饱和状态下,相当于一段导线;当二极管关断反向恢复时,使饱和电感工作在电感特性状态下,阻碍了反向恢复电流的大幅度变化,从而抑制了它对外部的干扰。
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。

开关电源的电磁干扰防制技术——传导篇

开关电源的电磁干扰防制技术——传导篇

1 前言电源产品在做验证时,经常会遭遇到电磁干扰(EMI)的问题,有时处理起来需花费非常多的时间,许多工程师在对策电磁干扰时也是经验重于理论,知道哪个频段要对策那些组件,但对于理论上的分析却很欠缺。

笔者从事开关电源设计多年,希望能藉由之前对策的经验与相关理论基础做个整理,让目前正从事或未来想从事开关电源设计的人员对电磁干扰防制技术能有初步的认识。

开关电源的电磁干扰测试可分为传导测试与辐射测试,一般开关电源的传导测试频段是指150K~30MHz之间,而辐射干扰的频段是指30M~300MHz,300MHz之后的频段一般皆不是电源所产生,因此大都可以给予忽略。

下面内容章节包括开关电源的传导测试法规,测试与量测方式,基本概念,抑制传导干扰的滤波器设计,布线与变压器设计等章节。

2 传导测试的法规传导的法规因产品别的不同,其所适用之条文亦不同,一般是使用欧洲的EN-55022或是美国的FCC part15来定义其限制线,又可以区分为CLASS A与CLASS B两种标准,CLASS A为产品在商业与工业区域使用,CLASS B为产品在住宅及家庭区域使用,笔者所设计的产品为3C的家用电源,传导测试频段为150K~30MHz,在产品测试前请先确认申请的安规为何,不同的安规与等级会有不同的标准线。

图1举例为EN-55022CLASS B的限制线图,红色线为准峰值(QP, Quasi-peak)的限制线,粉红色为平均值(AV, Average)的限制线,传导测试最终的目地,就是测试的机台可以完全的低于其限制线,不论是QP值或AV值;一般在申请安规时,虽然只有在限制线下方即可申请,但多数都会做到低于2dB的误差以预防测试场地不同所导致的差异,而客户端有时会要求必需低于4~6dB来预防产品大量生产后所产生的误差。

图1图2图2为一量测后的例子,一般量测时都会先用峰值量测,因峰值量测是最简单且快速的方法,量测仪器以9KHz为一单位,在150K~30MHz之间用保持最大值(maximum hold)的方式来得到传导的峰值读值,用此来确认电源的最大峰值然后再依此去抓最高峰值的实际QP,AV值来减少扫描时间,图2的蓝色曲线为准峰值的峰值量测结果,一般在峰值量测完后会再对较高的6个频率点做准峰值(QP)与平均值(AV)的量测,就如同图2所标示。

详解几种可有效开关电源的电磁干扰抑制方法

详解几种可有效开关电源的电磁干扰抑制方法

详解几种可有效开关电源的电磁干扰抑制方法
目前,许多大学及科研单位都进行了开关电源EMI(Electromagnetic Interference)的研究,他们中有些从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。

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

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。

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开关电源干扰耦合的两种方式开关电源干扰耦合有两种方式:传导耦合方式,辐射耦合方式。

传导耦合是骚扰源与敏感设备之间的主要耦合途径之一。

传导耦合必须在
骚扰源与敏感设备之间存在有完整的电路连接,电磁骚扰沿着这一连接电路从
骚扰源传输电磁骚扰至敏感设备,产生电磁干扰。

按其耦合方式可分为电路性
耦合、电容性耦合和电感性耦合。

在开关电源中,这3种耦合方式同时存在,
互相联系。

1. 电路性耦合
电路性耦合是最常见、最简单的传导耦合方式。

其又有以下几种:
1)直接传导耦合导线经过存在骚扰的环境时,即拾取骚扰能量并沿导线传
导至电路而造成对电路的干扰。

2)共阻抗耦合由于两个以上电路有公共阻抗,当两个电路的电流流经一个
公共阻抗时,一个电路的电流在该公共阻抗上形成的电压就会影响到另
一个电路,这就是共阻抗耦合。

形成共阻抗耦合骚扰的有电源输出阻抗、接地线的公共阻抗等。

2. 电容性耦合
电容性耦合也称为电耦合,由于两个电路之生的尖峰电压是一种有较大幅
度的窄脉冲,其频间存在寄生电容,使一个电路的电荷通过寄生电容影响到另
一条支路。

3. 电感性耦合
电感性耦合也称为磁耦合,两个电路之间存在互感时,当干扰源是以电源
形式出现时,此电流所产生的磁场通过互感耦合对邻近信号形成干扰。

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