如何抑制开关电源模块中的电磁干扰

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开关电源电磁干扰及其抑制技术研究

开关电源电磁干扰及其抑制技术研究

开关电源电磁干扰及其抑制技术研究开关电源电磁干扰是指在开关电源的工作过程中,由于电流的开关过程产生的电磁波辐射以及电源回路内部的高频噪声等因素,对周围电子设备和通信系统等产生的干扰。

这种干扰不仅会影响到开关电源自身的正常工作,而且还会对其它电子设备和系统产生不可忽视的影响,甚至引发严重的故障。

因此,研究开关电源电磁干扰及其抑制技术具有重要的理论和应用价值。

开关电源本身的工作原理决定了其在工作过程中会产生很高频率的开关波形,并伴随较大的电流急变。

这些急变的电流和电压波形会通过电源开关器件和电源回路上的导线辐射出去,形成电磁波辐射。

此外,开关电源内部的高速开关元件的开关过程会带来较高的开关频率噪声,也会导致系统内部的高频噪声。

这些干扰源的存在导致了开关电源电磁干扰的发生。

为了抑制开关电源电磁干扰,可以从以下几个方面着手进行研究和技术应用。

首先,可以从电源开关器件的选用和设计上入手。

对于开关电源来说,开关器件在工作过程中的开关速度需要尽量快,以减少器件转换过程中的损耗。

但是快速开关也会带来更高频率的电磁辐射。

因此,选择低辐射的开关器件以及合理的开关频率是减少电磁干扰的重要手段。

其次,可以通过合理设计电源回路和电源线路布局来减少电磁辐射。

合理布局电源线路可以减少电源回路的高频噪声对周围系统的干扰。

电源回路设计需要采用抗干扰的滤波电容和电感,减少电磁辐射。

此外,还可以利用开关电源自身的工作原理进行抗干扰设计。

比如,采用恰当的抗干扰技术对开关电源进行滤波和补偿,抑制高频噪声和电磁波辐射。

例如,采用电源输入端的滤波电容和电感,将电磁波辐射降低到最低水平。

最后可以采用外部的抑制技术对开关电源进行干扰抑制。

例如,采用EMI滤波器、磁珠、屏蔽罩等器件,将电磁干扰源隔离开来,减少对周围系统的干扰。

总之,开关电源电磁干扰及其抑制技术的研究对提高开关电源的质量和系统的稳定性具有重要意义。

通过在开关电源的设计和布局中合理应用这些干扰抑制技术,可以有效减少电磁波辐射和高频噪声对系统的干扰,提高系统的工作可靠性和稳定性。

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emi电路原理

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。

开关电源电磁干扰的抑制措施及应用

开关电源电磁干扰的抑制措施及应用

开关电源电磁干扰的抑制措施及应用摘要本文先分析了开关电源的工作原理、EMI的特点,并结合PDM智能电力综合监控仪表就如何进行有效的开关电源电磁干扰抑制措施,即电磁兼容性设计进行了分析,并提出一些参考建议。

关键词开关电源;电磁干扰;电磁兼容性设计1 概述由于开关电源的电磁干扰EMI信号输出既能有很宽的频率范围,又具有一定的幅度,经传导和辐射后会污染电磁环境,对通信设备和电子产品造成干扰。

因此,如何进行电磁兼容性设计,有效地抑制开关电源的电磁干扰,对保证电子系统的正常稳定运行具有重要意义。

2 开关电源的电磁干扰2.1 开关电源的工作原理直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。

功率转换部分是开关电源的核心,主要由开关三极管和高频变压器组成。

它首先将工频交流电整流为直流电,然后经过开关管的控制变为高频,最后经过整流滤波电路输出,得到稳定的直流电压(其原理图及等效原理框图如图1所示)。

2.2 电磁干扰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,干扰源主要集中在开关管、输出二极管和高频变压器等。

同时,杂散电容会将电网的噪声传导到电子系统的电源而对电子线路的工作产生干扰。

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;PCB走线因需采用手工调整,具有随意性,这更增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。

3 电磁兼容性EMC设计图1电磁兼容性EMC设计包括两层含义,一是设备在工作中产生的电磁辐射必须限制在一定水平内,二是设备本身要有一定的抗干扰能力。

形成电磁干扰的三要素是干扰源、耦合通道、敏感体。

因而,抑制电磁干扰即进行电磁兼容性EMC设计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;第三是提高受扰设备的抗扰能力,减低其对噪声的敏感度。

开关电源电磁干扰的抑制措施

开关电源电磁干扰的抑制措施

开关电源电磁干扰的抑制措施1 开关电源压力表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。

2 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)。

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。

解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制措施

解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制措施

解析几种有效的开关电源电磁干扰的抑制措施
有效的开关电源电磁干扰抑制措施包括:
1. 选择合适的滤波器:在开关电源输入端、输出端以及变压器绕组的附近安装滤波器,可以有效滤除高频噪声和突变噪声,减少电磁辐射。

2. 使用磁性材料:在开关电源变压器绕组的附近使用磁性材料,如铁氧体、铁氟龙等,可以有效吸收和屏蔽电磁干扰。

3. 地线布局:合理布置地线,减少电磁干扰。

不同元器件的地线要分开布局,避免共
用一个接地点。

4. 合理选择元器件:选择低电阻、低电感、低容值的元器件,减少电路中的谐振,降
低电磁干扰。

5. 优化电路设计:合理布局和连接元器件,减少信号回路,增加信号路径的隔离,减
少电磁干扰。

6. 使用屏蔽材料:在开关电源敏感部分使用屏蔽材料,如铝箔、铁氧网、铜网等,将
电磁辐射封锁在内部。

7. 设计良好的接地系统:确保良好的接地系统,包括减少接地回路的电阻,建立良好
的接地连接。

8. 符合电磁兼容性标准:在设计和生产过程中遵循电磁兼容性标准,如EMC(电磁兼容性)标准,确保产品符合相关电磁干扰限制。

以上是一些常见的有效的开关电源电磁干扰抑制措施,根据具体的应用场景和需求,还可以采取其它的措施来减少电磁干扰的影响。

抑制开关电源电磁干扰设计要点及方法

抑制开关电源电磁干扰设计要点及方法

抑制开关电源电磁干扰设计要点及方法随着开关电源的小型化,开关就要高频化,这种高频化,其基波本身也就构成了一个干扰源,发出一种更强的传导干扰波,此外通过改进元器件达到高频化的同时,也会因辐射干扰波而导致一种超标准值的杂散的信号。

这些信号构成了电磁干扰(EMI),被干扰对象是无线电通信。

开关电源工作在高频开关状态,内部会产生很高的电流、电压变化率,导致开关电源产生较强的电磁干扰。

电磁干扰信号不仅对电网造成污染,还直接影响到其他用电设备甚至电源本身的正常工作,而且作为辐射干扰闯入空间,造成电磁污染,制约着人们的生产和生活。

开关电源电磁干扰的抑制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,抑制电磁干扰应从这三方面人手。

抑制干扰源、消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射、提高受扰设备的抗扰能力,从而改善开关电源的电磁兼容性能的目的。

采用滤波器抑制电磁干扰滤波是抑制电磁干扰的重要方法,它能有效地抑制电网中的电磁干扰进入设备,还可以抑制设备内的电磁干扰进入电网。

在开关电源输入和输出电路中安装开关电源滤波器,不但可以解决传导干扰问题,同时也是解决辐射干扰的重要武器。

滤波抑制技术分为无源滤波和有源滤波2种方式。

无源滤波技术无源滤波电路简单,成本低廉,工作性能可靠,是抑制电磁干扰的有效方式。

无源滤波器由电感、电容、电阻元件组成,其直接作用是解决传导发射。

由于原电源电路中滤波电容容量大,整流电路中会产生脉冲尖峰电流,这个电流由非常多的高次谐波电流组成,对电网产生干扰;另外电路中开关管的导通或截止、变压器的初级线圈都会产生脉动电流。

由于电流变化率很高,对周围电路会产生出不同频率的感应电流,其中包括差模和共模干扰信号,这些干扰信号可以通过2根电源线传导到电网其他线路和干扰其他的电子设备。

图中差模滤波部分可以减少开关电源内部的差模干扰信号,又能大大衰减设备本身工作时产生的电磁干扰信号传向电网。

又根据电磁感应定律,得E=Ldi/dt,其中:E为L两端的电压降;L为电感量;di/dt为电流变化率。

抑制电源模块电磁干扰的几点对策

抑制电源模块电磁干扰的几点对策

抑制电源模块电磁干扰的几点对策如何抑制电磁干扰,一直都是开关电源模块设计中不可忽视的问题,其不仅关系到电源模块本身的可靠性,也关系到整个应用系统的安全和稳定性。

全面抑制开关电源模块的各种噪声干扰才会使开关电源模块得到更广泛的应用。

一、电磁干扰的定义电磁干扰(Electro Magnetic Interference,简称EMI)是指任何在传导或电磁场伴随着电压、电流的作用而产生会降低某个装置、设备或系统的性能,或可能对生物或物质产生不良影响之电磁现象。

二、电磁干扰的产生1、电磁干扰的产生骚扰源、敏感设备与耦合途径并称电磁干扰三要素。

对于开关电源模块来说,噪声的产生在于电流或电压的急剧变化,即di/dt或 dv/dt很大,因此高功率和高频率运作的器件都是 EMI 噪声的来源。

具体来说,其来源主要有:(1) 外界耦合的干扰(主要在输入端和输出端产生);(2) 开关管;(3) 变压器;(4) 二极管;(5) 储能电感;(6) PCB板布局和走线不合理从而产生的回路干扰。

三、抑制电磁干扰的对策人们总是想方设法地将电磁干扰三要素之中的一个去掉:屏蔽掉骚扰源、隔离开敏感设备或者切断耦合途径。

从能量的角度来讲,电磁干扰是一种能量,无法不让它产生,只有用一定的办法去减小其对系统的干扰。

可用到的方法可分为两大类:一种是让能量泄放掉;另一种是把能量给挡在外部。

可以说一种方法是减小其产生的幅度,另一种则切断其传播途径。

下面针对具体的方面一一分析:1、外界干扰的耦合(输入端和输出端)(1)输入端输入端是整个电源的入口处,电源内部的噪声也可由此传播到外部,对外界造成干扰。

通常采用的策略是在输入加X电容、Y电容、差模电感和共模电感对噪声和干扰进行过滤。

图1就是一种比较常见的EMI滤波电路。

图1 EMI滤波电路其中L1、CY1和CY2组成的滤波电路可以抑制电源线上存在的共模干扰信号。

当有共模干扰电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模干扰。

开关电源中电磁干扰的抑制

开关电源中电磁干扰的抑制

開關電源中電磁干擾的抑制來源:21IC中國電子網作者:常州誠聯電源製造有限公司張波摘要:討論了開關電源的電磁相容問題,並以180W開關電源為例,介紹了解決電磁相容的方案。

關鍵字:開關電源;電磁相容;諧波電流;傳導干擾;輻射干擾0 引言隨著開關電源技術的不斷發展和日趨成熟,各個應用領域對開關電源的需求也不斷增長,但是,開關電源存在嚴重的電磁干擾(EMI)問題。

它不僅對電網造成污染,直接影響到其他用電電器的正常工作,而且作為輻射干擾闖入空間,對空間也造成電磁污染。

於是便產生了開關電源的電磁相容(EMC)問題。

電磁相容是指設備或系統在其電磁環境中能正常工作且不對該環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。

開關電源的電磁干擾可分為傳導干擾和輻射干擾兩大類。

傳導干擾通過交流電源傳播,頻率低於30 MHz。

輻射干擾通過空氣傳播,頻率在30MHz以上。

本文針對一種桌面式180W塑殼開關電源(負載是12V/15A的半導體製冷冰箱,電源外形大小205mm×90mm×62mm)所存在的電磁干擾超標問題,從原理上進行了分析,並探討了解決方案。

1 180 W開關電源的電路結構分析與電磁干擾測試1〃1 主電路與結構佈局分析該開關電源的電路原理如圖1所示。

電容濾波整流器功率因數低,整流二極體導通時間較短,濾波電容充電電流瞬時值的峰值大,整流後的電流波形為脈動狀,產生高的諧波電流。

半橋電路中高頻導通和截止的S1、S2、D3、D4和變壓器T1是開關電源的主要騷擾源,產生高頻高壓的尖峰諧波振盪,該諧波振盪產生的高次諧波,通過開關管與散熱器問的分佈電容傳入內部電路或通過散熱器及變壓器向空間輻射。

該開關電源的內部佈局如圖2所示,左邊是交流電源輸入和直流輸出,靠左邊上下兩側留有通風孔,風機在右邊,採用向外抽風方式散熱,保證塑殼內的熱量及時排出,避免熱量在塑殼內積聚。

該佈局的優點是通風路比較通暢,但也存在缺點—輸入輸出介面電纜安裝得較近,在它們之間容易產生空間耦合,形成輻射騷擾。

开关电源的电磁干扰分析及有效的抑制措施

开关电源的电磁干扰分析及有效的抑制措施

开关电源的电磁干扰分析及有效的抑制措施一、开关电源的概念开关电源就是通过对功率晶体管的导通和关断控制,截取幅值与直流输入相等的矩形脉冲,再通过整流和滤波装置输出稳定的直流电压值。

二、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;按耦合通道来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。

1、功率开关管开关工作产生的干扰。

开关电源中的功率开关管工作在开关状态,工作时会产生较大的脉冲电压和脉冲电流。

由于在脉冲电流和脉冲电压中含有丰富的高次谐波成分,同时又由于功率开关管导通时整流二极管的恢复特性会形成电流振荡,而在整流二极管上产生的浪涌电压。

2、由于二极管的恢复特性产生的干扰。

当二极管进行高频整流时,由于二极管的PN结,正向电流所储存的电荷在加反向电压时不能马上消失,会形成二极管的反向电流。

这段时间称为反向恢复时间,这时由于加到二极管的反向电压较大,会产生较大损耗和形成较大的干扰来源。

如果二极管在反向电流恢复时的电流变化率di/dt较大,由于电感作用会产生较大的尖峰电压,这就是二极管的恢复噪声。

Di/dt较大时称为硬恢复,Di/dt较小时称为软恢复。

软恢复既可通过吸收回路实现,也可通过谐振开关技术实现。

软恢复对提高开关电源的工作可靠性,减小干扰有很大的好处。

由于肖特基二极管没有载流子蓄积效应,所以恢复噪音很小。

3、由整流滤波电路产生的干扰。

由于交流市电输入的开关电源在输入端接有整流滤波电路,整流二极管的导通角很小,使整流电流的峰值很大,这种脉冲状的二极管整流电流也会产生干扰。

三、抑制开关管电源电磁干扰的措施主要有四种方法,即吸收法、屏蔽技术、滤波技术、接地技术。

1、吸收法,即是在开关管的两端并联RC电路,电容的作用就是把电流中的交流成分吸收掉,但是这时的电感和电容相连就会形成LC振荡回路,所以在其中加上一个电阻,主要的作用就是阻尼作用,把LC振荡回路中产生的能量消耗掉。

怎样抑制开关电源的电磁干扰

怎样抑制开关电源的电磁干扰

怎样抑制开关电源的电磁干扰通常开关电源EMI控制主要采用滤波技术、屏蔽技术、密封技术、接地技术等。

EMI干扰按传播途径分为传导干扰和辐射干扰。

开关电源主要是传导干扰,且频率范围最宽,约为10kHz一30MHz。

抑制传导干扰的对策基本上10kHz 一150kHz、150kHz一10MHz、10MHz以上三个频段来解决。

10kHz一150kHz范围内主要是常态干扰,一般采用通用LC滤波器来解决。

150kHz一10 MHz范围内主要是共模干扰,通常采用共模抑制滤波器来解决。

10MHz以上频段的对策是改进滤波器的外形以及采取电磁屏蔽措施。

采用交流输入EMI滤波器通常干扰电流在导线上传输时有两种方式:共模方式和差模方式。

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du/dt产生的,di/dt也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EMI滤波器,则可有效地抑制电磁干扰。

电源线EMI滤波器基本原理如图1所示,其中差模电容C1、C2用来短路差模干扰电流,而中间连线接地电容C3、C4则用来短路共模干扰电流。

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消。

抑制开关电源电磁干扰的方法研究

抑制开关电源电磁干扰的方法研究

抑制开关电源电磁干扰的方法研究随着电子产品的普及,开关电源电磁干扰(EMI)变得愈发重要,并且其它设备也受到影响。

EMI是指在某一频率范围内,一种电器或电子设备所产生的相互影响及其他副作用,是指在电网中,开关电源器产生电磁波对其他设备或系统产生的滥用干扰。

开关电源电磁干扰(EMI)会影响电子系统的运行,影响数据和信号传输,从而给电子设备的正常操作,传输和通讯带来影响。

为了研究开关电源电磁干扰,通常需要分析EMI的传播特性、发生机制、特性及其影响。

根据EMI的产生和抑制的原理,可以使用几种不同的方法来抑制开关电源的EMI。

针对开关电源电磁干扰的抑制,可以通过控制电源的设计、结构和配置来减少或抑制EMI,它可以利用信号分析技术、降低电源输出电压和频率、采用电磁兼容电解电容器过滤等等。

此外,EMI的抑制还可以利用物理隔离屏蔽等措施,如空气间隙、电缆屏蔽、屏蔽器件和绝缘材料等。

这些屏蔽措施可以防止电源发射的电磁波,减少传播的电磁能量,从而抑制EMI的产生。

此外,开关电源的EMI可以通过其它传播途径减弱。

这些途径可以被分为传播型和复用型,这两种方法可以通过ECHIP技术对电源进行诊断来减少EMI。

最后,开关电源EMI还可以采用抑制元件,包括吸收材料、滤波器和屏蔽层等。

抑制元件的选择必须根据EMI的频率和传播特性来决定,以便有效地抑制EMI。

综上所述,由于开关电源电磁干扰的特性和发生机制,可以根据其它传播途径、物理隔离屏蔽、ECHIP技术等来采用多种方法来抑制电源电磁干扰。

这些方法可以很好地减少电源发射的电磁波,并有效减少EMI产生和传播特性,从而抑制电源电磁干扰。

上述研究结果表明,在进行开关电源设计和性能调优时,应重视EMI的抑制,采取有效的抑制措施,以防止 EM I发生和传播,从而达到有效的电磁兼容。

开关电源的电磁干扰及噪声抑制方法

开关电源的电磁干扰及噪声抑制方法

开关电源的电磁干扰及噪声抑制方法开关电源是现代电子应用中常见的一种电源形式,其工作原理是通过开关管开关控制输入电压的大小和频率以实现电压转换。

但是,开关电源在工作过程中会产生电磁干扰和噪声,对其他电子设备的正常工作产生影响。

因此,为了抑制开关电源的电磁干扰和噪声,在设计和使用开关电源时需要采取一些措施。

首先,开关电源产生的电磁干扰主要包括导向式干扰和辐射式干扰。

导向式干扰是指开关电源通过引线或线路对周围设备产生的电磁干扰,辐射式干扰是指开关电源通过电磁波辐射对周围设备产生的干扰。

对于导向式干扰,可以采取以下措施进行抑制:1.滤波器:在开关电源的输入和输出端加装滤波器,用于滤除高频噪声和电磁干扰。

常用的滤波器有LC滤波器、RC滤波器和Pi型滤波器等。

2.输入电源线路的处理:尽量缩短输入电源线路的长度,采用屏蔽线材,减小电磁干扰的传播路径。

同时,在输入电源线上添加额外的滤波电容和电感,抑制高频噪声。

3.地线处理:通过合理布置地线,减小接地电阻,提高地线的抗干扰能力。

将开关电源的地线与其他设备的接地点连接,共用同一个地线。

对于辐射式干扰,可以采取以下措施进行抑制:1.屏蔽:在开关电源的外壳上添加金属屏蔽罩,减少电磁辐射。

金属屏蔽罩应与开关电源的地线连接,以形成完整的屏蔽。

2.PCB设计:在开关电源的PCB板设计中,合理布局信号和电源线路,减小线路的长度。

同时,采用地平面和电源平面屏蔽,减少信号线和电源线的交叉和干扰。

3.使用低频率开关管:低频率工作的开关管辐射干扰较小,可以有效降低开关电源的电磁辐射干扰。

此外1.选择合适的元器件:选用带有防干扰措施的元器件,如具有抗干扰特性的电解电容和电感器件,减小干扰的产生和传播。

2.电源输出滤波:在开关电源的输出端添加滤波电容和电感,减小输出电压的纹波和噪声。

3.接地处理:通过合理的接地设计和连接方式,减小接地电阻,提高接地抗干扰能力。

4.EMI滤波器:在开关电源的输入端和输出端加装EMI滤波器,进一步滤除高频噪声和电磁干扰。

开关电源电磁干扰的控制技术

开关电源电磁干扰的控制技术

开关电源电磁干扰的控制技术要解决开关电源的电磁干扰问题,可从3个方面入手:1)减小干扰源产生的干扰信号;2)切断干扰信号的传播途径;3)增强受干扰体的抗干扰能力。

因此,开关电源电磁电磁干扰要控制技术主要有:电路措施、EMI滤波、元器件选择、屏蔽和印制电路板抗干扰设计等。

①减少开关电源本身的干扰●软开关技术:在原有的硬开关电路中增加电感和电容元件,利用电感和电容的谐振,降低开关过程中的du/dt和di/dt,使开关器件开通时电压的下降先于电流的上升,或关断时电流的下降先于电压的上升,来消除电压和电流的重叠。

●开关频率调制技术:通过调制开关频率fc,把集中在fc及其谐波2fc、3fc…上的能量分散到它们周围的频带上,以降低各个频点上的EMI幅值。

该方法不能降低干扰总量,但能量被分散到频点的基带上,从而使各个频点都不超过EMI规定的限值。

为了达到降低噪声频谱峰值的目的,通常有两种处理方法:随机频率法和调制频率法。

●共模干扰的有源抑制技术:设法从主回路中取出一个与导致电磁干扰的主要开关电压波形完全反相的补偿EMI噪声电压,并用它去平衡原开关电压。

●减小电磁干扰的缓冲电路:其由线性阻抗稳定网络组成,作用是消除在供电电力线内潜在的干扰,包括电力线干扰、电快速瞬变,电涌,电压高低变化和电力线谐波等。

这些干扰对一般稳压电源来说,影响不是很大,但对高频开关电源的影响显著。

●滤波:EMI滤波器的主要目的之一,就是要在150kHz~30MHz的频段范围获得较高的插入损耗,但对频率为50Hz工频信号不产生衰减,使额定电压、电流顺利通过,同时还必须满足一定的尺寸要求。

任何电源线上的传导干扰信号,均可用差模和共模信号来表示。

在一般情况下,差模干扰幅度小,频率低,所造成的干扰较小;共模干扰幅度大,频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。

因此,欲削弱传导干扰,把EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下,最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路中加装电磁干扰滤波器。

开关电源电磁干扰抑制方法解读——老电工的多年经验难能可贵(民熔)

开关电源电磁干扰抑制方法解读——老电工的多年经验难能可贵(民熔)

开关电源电磁干扰抑制“秘方”抑制开关电源电磁干扰的措施通常开关电源EMI控制主要采用滤波技术、屏蔽技术、密封技术、接地技术等。

EMI干扰按传播途径分为传导干扰和辐射干扰。

开关电源主要是传导干扰,且频率范围最宽,约为10kHz一30MHz。

抑制传导干扰的对策基本上10kHz一150kHz、150kHz一10MHz、10MHz以上三个频段来解决。

10kHz一150kHz范围内主要是常态干扰,一般采用通用LC滤波器来解决。

150kHz一10 MHz范围内主要是共模干扰,通常采用共模抑制滤波器来解决。

10MHz以上频段的对策是改进滤波器的外形以及采取电磁屏蔽措施。

采用交流输入EMI滤波器通常干扰电流在导线上传输时有两种方式:共模方式和差模方式。

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du/dt产生的,di/dt也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EMI滤波器,则可有效地抑制电磁干扰。

电源线EMI滤波器基本原理中差模电容C1、C2用来短路差模干扰电流,而中间连线接地电容C3、C4则用来短路共模干扰电流。

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消。

抑制开关电源电磁干扰的方法研究

抑制开关电源电磁干扰的方法研究

抑制开关电源电磁干扰的方法研究随着计算机技术的发展,越来越多的应用需要为开关电源提供功耗。

由于开关电源可以在比较短的时间内从极低功耗转换到极大功耗,所以它们会产生大量的电磁干扰。

电源电磁干扰(EMI)会影响各种设备,特别是敏感电子设备。

因此,有必要研究有效的方法来抑制开关电源的电磁干扰。

首先要考虑的是降低开关电源的电磁干扰发射等级(EMI辐射等级),这可以通过以下几种方法实现:(1)减少开关电源的匝数,避免发生匝内偏移,从而减少EMI干扰。

(2)对每一节点采取适当的措施,以限制电流流动,减小干扰电流。

(3)使用高品质的过滤器,如低通滤波器、带通滤波器和抗反射滤波器等,以有效地抑制EMI。

(4)使用适当的隔离技术,如电磁屏蔽和绝缘变压器等,可以有效地抑制EMI。

(5)选择低电阻值的电源组件,如电抗器、电容器、隔离变压器等,以减少EMI发射源的电流流动。

另外,在本次研究中,还考虑将开关电源的设计与EMI抑制相结合,以达到最佳的EMI抑制效果。

根据实际应用情况,开发出一个有效的EMI抑制系统。

EMI抑制系统的核心在于抑制开关电源的干扰。

抑制系统通常是采用电路和电磁屏蔽技术。

电路技术具有良好的抑制能力,以抑制低频或脉冲干扰。

电磁屏蔽技术可以有效地抑制中高频的EMI。

除了电路和电磁屏蔽技术外,还可以采用其他技术,如阻尼材料、陶瓷绝缘体、线槽路和变压器等,对电源的干扰进行抑制。

这些技术有助于减少基本电路的EMI,并可以与电路和电磁屏蔽技术结合使用,以实现最佳的EMI抑制结果。

此外,在实际前提下,还可以采用一些电子测试仪,如谐振场分析仪、电磁能量测量仪、模拟调制仪等,以测试设备的EMI响应。

可以利用这些仪器对设备的EMI响应进行详细的分析,为有效的EMI抑制技术的选择提供宝贵的参考资料。

综上所述,抑制开关电源电磁干扰的方法有很多,关键在于正确选择有效的技术,使用恰当的实验设备,平衡性能和成本,以实现最佳的EMI抑制效果。

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如何抑制开关电源模块中的电磁干扰
如何抑制电磁干扰,一直都是开关电源模块设计中不可忽视的问题,其不仅关系到电源模块本身的可靠性,也关系到整个应用系统的安全和稳定性。

全面抑制开关电源模块的各种噪声干扰才会使开关电源模块得到更广泛的应用。

一、电磁干扰的定义
电磁干扰(ElectroMagneticInterference,简称EMI)是指任何在传导或电磁场伴随着电压、电流的作用而产生会降低某个装置、设备或系统的性能,或可能对生物或物质产生不良影响之电磁现象。

二、电磁干扰的产生
骚扰源、敏感设备与耦合途径并称电磁干扰三要素。

对于开关电源模块来说,噪声的产生在于电流或电压的急剧变化,即di/dt或dv/dt很大,因此高功率和高频率运作的器件都是EMI噪声的来源。

具体来说,其来源主要有:
(1)外界耦合的干扰(主要在输入端和输出端产生);
(2)开关管;
(3)变压器;
(4)二极管;
(5)储能电感;
(6)PCB板布局和走线不合理从而产生的回路干扰。

三、抑制电磁干扰的对策
人们总是想方设法地将电磁干扰三要素之中的一个去掉:屏蔽掉骚扰源、隔离开敏感设备或者切断耦合途径。

从能量的角度来讲,电磁干扰是一种能量,无法不让它产生,只有用一定的办法去减小其对系统的干扰。

可用到的方法可分为两大类:一种是让能量泄放掉;另一种是把能量给挡在外部。

可以说一种方法是减小其产生的幅度,另一种则切断其传播途径。

下面针对具体的方面一一分析:。

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