开关电源电磁干扰的产生

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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。

EMI传导与辐射超标整改方案

E M I传导与辐射超标整改方案集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#传导与辐射超标整改方案开关电源电磁干扰的产生机理及其传播途径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。

开关电源的电磁干扰产生原因及抑制方法

在图２（ｂ）中，当功率开关器件饱和状态向截止状态的转换瞬间，由于电压瞬变ｄｖ／ｄｔ经二极管Ｄ向电容Ｃ充电，同时集电极电流ｉｃ逐渐减少。由于电容Ｃ两端电压不能突变，所以有效地限制了功率开关器件集电极电压上升率ｄｖ／ｄｔ，也避免了集电极电压Ｕｃ和集电极电流ｉｃ同时达到最大值。并联ＲＣ吸收电路实现了吸收这个尖峰电势的目的。当功率开关器件由截止状态向饱和状态的转换瞬间，由于电流瞬变ｄｉ／ｄｔ，电容Ｃ通过电阻Ｒ和开关管放电，将其储存的电势尖峰能量随之泻放。ＲＣ吸收电路中的ＲＣ参数应与所用的电路匹配，通常电容器Ｃ为０．１～１ μｆ，电阻Ｒ为１０￣几百欧姆。
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。

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。

EMI传导与辐射超标整改

传导与辐射超标整改方案开关电源电磁干扰的产生机理及其传播途径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。

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。

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。

浅谈开关电源EMC整改

电路在工作时通过的电流和施加的电压短时变化率较大。

这些脉冲一部分形成空间辐射，另一部分以传导的形式传输到输入和输出端，形成传导干扰。

辐射干扰是一种常见的空间传播的电磁干扰形式，在开关电路中，晶体开关管、滤波电容、高频电压器等都可以看做电磁波辐射源，当电源工作时，它们时刻都在向周围辐射电磁干扰信号，开关电源的主要辐射干扰就是由这些信号叠加起来而形成的。

2 电磁干扰的抑制方法2.1 对开关电源自身干扰的减少2.1.1 增加吸收电路在开关电源中，EMI 的主要产生原因是晶体管进行开关动作时，电压和电流产生了瞬时的突变，因此减少干扰要从减缓电流和电压的变化率入手。

常见的缓冲吸收电路有RC 阻容吸收电路和RCD 缓冲吸收电路。

RC 阻容滤波器在开关管导通的瞬间，电阻限制了开关管导通时的电流峰值，使得缓冲吸收的效果也不同，电阻阻值越大时，吸收的效果也就越差。

这种RC 滤波在实际应用中非常广泛，R 的取值都较小。

RCD 缓冲吸收电路在每个开关管通断的周期中，电阻R 必须将电容C 上存贮的能量全部消耗掉，所以这种缓冲模式消耗的能量要大，其吸收消耗能力要强。

由于这种电路的能量损耗正比于其电源的开关频率，所以该电路很少应用于开关频率很高的开关电源中，而用于变压器的吸收。

不论采用哪种吸收缓冲滤波电路，都必须满足一个要求：吸收电路必须尽可能的靠近主开关管和高频变压器，使其所有的线路都尽可能的短，包括器件的引脚在内。

输入端接入EMI 滤波器，尽可能的早的在源头上抑制电磁干扰，这是抑制传导电磁干扰的重要方法。

下图为滤波电路的简要原理图：其中L1、L2为两个匝数相等的线圈（共模扼流圈），理想状况下，差模电流和主电流在电感上产生等量反向的磁通，它们之间相互抵消，使得其对差模信号没有滤波效果，而共模干扰信号使得其电感量很大，此时的电感相当于一个高阻抗，因此它对方向相同的共模干扰信号有很好的抑制作用。

但实际上由于磁环材料和绕制工艺等原因，没办法做到电感量的完全相等，使得它们之间存在一个电感量差，这个差值形成差模电感。

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。

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。

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。

这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。

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。

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。