开关电源电磁干扰机理及抑制措施探讨
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。
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。
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技术的飞速发展，开关电源的应用也越来越广泛。
开关电源具有效率高、噪声低、价格低等特点，但由于其时钟和开关频率较高，会产生大量的电磁波，这些电磁波会对原有电路造成严重的干扰，从而导致电子设备的错误工作或不能正常运行。
因此，有必要研究抑制开关电源电磁干扰的方法。
一是采用电磁屏蔽技术。
这种技术的原理是利用屏蔽材料产生一个电磁屏蔽环境，把电磁波从开关电源中过滤掉，从而保护原有电路不受干扰。
比如采用铝箔或者铝塑箔等物质作为屏蔽材料，再用电磁屏蔽丝缠绕在开关电源上，即可产生一个电磁屏蔽环境，杜绝电磁波影响原有电路。
二是采用电磁消波器技术。
电磁消波器是一种能够将电磁波过滤掉的电子元件，可以分为晶体消波器和谐振消波器两种。
其中晶体消波器的原理是利用电容和电感元件来平滑和整流电磁波，从而消除电磁波的影响。
谐振消波器是利用元件上电流进行消波，以降低谐波噪声，减轻负荷的影响，达到电磁抑制的目的。
另外，还可采用信号分离技术。
这种技术的实现原理是将开关电源的控制信号保持在一个独立的区域，然后再将其从其他电子元件中分离出来，从而减少电磁波的影响。
上述三种方法可以有效抑制开关电源造成的电磁干扰，从而保证原有电路的正常运行。
不过，在实际应用中需要根据实际情况选择最合适的技术手段，抑制其造成的电磁干扰。
总之，抑制开关电源电磁干扰是一项重要的研究工作，可以为电子设备正常运行提供有效的保障，从而改善实际应用效果。
综上所述，通过采用电磁屏蔽、消波器和信号分离技术等多种方式，可以有效抑制开关电源造成的电磁干扰，保证电子设备的正常工作。
因此，对于抑制开关电源电磁干扰的方法研究有着重要的意义，具有重要的现实意义和社会意义。
开关电源的干扰分析及其抑制措施
2 开关电源干扰耦合途径开关电源干扰耦合途径有两种方式：一种是传导耦合方式，另一种是辐射耦合方式。2．1 传导耦合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。2．1．1 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 .1．2 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。2.1.3 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。2．2 辐射耦合通过辐射途径造成的骚扰耦合称为辐射耦合。辐射耦合是以电磁场的形式将电磁能量从骚扰源经空间传输到接受器。通常存在4种主要耦合途径：天线耦合、导线感 应耦合、闭合回路耦合和孔缝耦合。2．2．1 天线与天线间的辐射耦合在实际工程中，存在大量的天线电磁耦合。例如，开关电源中长的信号线、控制线、输入和输出引线等具有天线效应，能够接收电磁骚扰，形成天线辐射耦合。2．2．2 电磁场对导线的感应耦合开关电源的电缆线一般是由信号回路的连接线、功率级回路的供电线以及地线一起构成，其中每一根导线都由输入端阻抗、输出端阻抗和返回导线构成一个回路。因 此，电缆线是内部电路暴露在机箱外面的部分，最易受到骚扰源辐射场的耦合而感应出骚扰电压或骚扰电流，沿导线进入设备形成辐射骚扰。2．2．3 电磁场对闭合回路的耦合电磁场对闭合回路的耦合是指回路受感应最大部分的长度小于波长的1／4。在辐射骚扰电磁场的频率比较低的情况下，辐射骚扰电磁场与闭合回路的电磁耦合。2．2．4 电磁场通过孔缝的耦合电磁场通过孔缝的耦合是指辐射骚扰电磁场通过非金属设备外壳、金属设备外壳上的孔缝、电缆的编织金属屏蔽体等对其内部的电磁骚扰。3 抑制干扰的一些措施形成电磁干扰的三要素是骚扰源、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人手，采取适当措施。首先应该抑制骚扰源，直接消除干扰原因；其 次是消除骚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。目前抑制干扰的几种措施基本 上都是用切断电磁骚扰源和受扰设备之间的耦合通道。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。1）采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰，即用电导率良好的材料对电场进行屏蔽，用磁导率高的材料对磁场进行屏蔽。屏蔽有两个目的，一是限 制内部辐射的电磁能量泄漏出，二是防止外来的辐射干扰进入该内部区域。其原理是利用屏蔽体对电磁能量的反射、吸收和引导作用。为了抑制开关电源产生的辐 射，电磁骚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。2）所谓接地，就是在两点间建立传导通路，以便将电子设备或元器件连接到某些叫作“地”的参考点上。接地是开关电源设备抑制电磁干扰的重要方法，电源某些 部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。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，当磁力线穿过该环路时将产 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，利用一个导电平面作为参考地，需要接地的 各部分就近接到该参考地上。为进一步减小接地回路的压降，可用旁路电容减少返回电流的幅值。在低频和高频共存的电路系统中，应分别将低频电路、高频电路、 功率电路的地线单独连接后，再连接到公共参考点上。3）滤波是抑制传导干扰的有效方法，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。EMI滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，可以抑制来自电网 的干扰对电源本身的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。在滤波电路中，还采用很多专用的滤波元件，如穿心电容器、三端电容器、铁氧体磁 环，它们能够改善电路的滤波特性。恰当地设计或选择滤波器，并正确地安装和使用滤波器，是抗干扰技术的重要组成部分。选择滤波器时要注意以下几点：（1）明确工作频率和所要抑制的干扰频率，如两者非常接近，则需要应用频率特性非常陡峭的滤波器，才能把两种频率分开；（2）保证滤波器在高压情况下能够可靠地工作；（3）滤波器连续通以最大额定电流时，其温升要低，以保证在该额定电流连续工作时，不破坏滤波器中元件的工作性能；（4）为使工作时的滤波器频率特性与设计值相符合，要求与它连接的信号源阻抗和负载阻抗的数值等于设计时的规定值：（5）滤波器必须具有屏蔽结构，屏蔽箱盖和本体要有良好的电接触，滤波器的电容引线应尽量短，最好选用短引线低电感的穿心电容；（6）要有较高的工作可靠性，因为作防护电磁干扰用的滤波器，其故障往往比其他元器件的故障更难找。安装滤波器时应注意以下几点：（1）电源线路滤波器应安装在离设备电源人口尽量靠近的地方，不要让未经过滤波器的电源线在设备框内迂回；（2）滤波器中的电容器引线应尽可能短，以免因引线感抗和容抗在较低频率上谐振；（3）滤波器的接地导线上有很大的短路电流通过，会引起附加的电磁辐射，故应对滤波器元件本身进行良好的屏蔽和接地处理；（4）滤波器的输人和输出线不能交叉，否则会因滤波器的输入和输出电容耦合通路引起串扰，从而降低滤波特性，通常的办法是输入和输出端之间加隔板或屏 蔽层。4 结语开关电源产生电磁干扰的因素还有很多，抑制电磁干扰还有大量的工作要做。全面抑制开关电源的各种噪声将使开关电源更加安全可靠地运行。
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）。
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。
分享：开关电源电磁干扰的产生机理与抑制技术
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随着现代电子技术和功率器件的发展，开关电源以其体积小，重量轻，高性能，高可靠性等特点被广泛应用于计算机及外围设备通信、自动控制、家用电器等领域，为人们的生产生活和社会的建设提供了很大帮助。
但是，随着现代电子技术的快速发展，电子电气设备的广泛应用，处于同一工作环境的各种电子、电气设备的距离越来越近，电子电路工作的外部环境进一步恶化。
由于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。
国内在20世纪80一90年代，为了加强对当前国内电磁污染的治理，制定了一些与CISPR标准、IEC801等国际标准相对应的标准。
自从2003年8月1日中国强制实施3C认证(china compulsory certification)工作以来，掀起了“电磁兼容热”，近距离的电磁干扰研究与控制愈来愈引起电子研究人员们的关注，当前已成为当前研究领域的一个新热点。
本文将针对开关电源电磁干扰的产生机理系统地论述相关的抑制技术。
1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。
1.1 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。
开关电源电磁干扰机理及抑制方法探讨
关键词：开关电源；电磁干扰机理；抑制方法
一、开关电源电磁干扰产生的原因及机理
开关电源的作用是将工频的交流电流或降压整流后转化为直流电，再转化为高频电，最后经过整流滤波电路，输出直流电压，伴随着大量的谐波干扰，基于变压设备的漏感以及输出二极管的反向恢复电流，会产生尖峰，所以存在着电磁干扰。开关源中的干扰主要存在于电压以及电流等变化较为显著的元件中。
综上所述，开关电源技术是一项具有较强综合性的技术，包含了多个学科的专业知识，电磁干扰问题以及电子设备的兼容性问题已经逐渐成为技术人员和使用单位的关注重点，为了避免开关电源产生的电磁干扰对设备造成影响，要结合设备的实际状况，从不同的方面提出多种控制措施来抑制干扰，实现开关电源兼容性的显著提高，使其得到更加广泛的应用。
开关电源电磁干扰机理及抑制方法探讨
摘要：开关电源的电磁干扰会对电子设备产生较大的影响，不仅无法保证电子设备的使用性能，同时，对设备自身及其他相关设备安全运行构成了威胁。要想降低干扰作用或者抑制干扰，就必须明确产生干扰的原因以及机理，然后结合实际运行情况进行细致的分析和研究，提出有针对性的干扰抑制方法，提高设备的运行质量。
开关电源的电磁干扰问题研究和解决方法
开关电源由于本身工作特性使得电磁干扰问题相当突出。
从开关电源电磁干扰的模型入手论述了开关电源电磁兼容问题产生的原因及种类，并给出了常用的抑制开关电源电磁干扰的措施、滤波器设计及参数选择。
关键词：开关电源；电磁干扰；分析与抑制0 引言近年来，开关电源以其效率高、体积小、输出稳定性好的优点而迅速发展起来。
但是，由于开关电源工作过程中的高频率、高di/dt和高dv/dt使得电磁干扰问题非常突出。
国内已经以新的3C认证取代了CCIB和CCEE认证，使得对开关电源在电磁兼容方面的要求更加详细和严格。
如今，如何降低甚至消除开关电源的EMI问题已经成为全球开关电源设计师以及电磁兼容（EMC）设计师非常关注的问题。
本文讨论了开关电源电磁干扰形成的原因以及常用的EMI抑制方法。
1 开关电源的干扰源分析开关电源产生电磁干扰最根本的原因，就是其在工作过程中产生的高di/dt和高dv/dt，它们产生的浪涌电流和尖峰电压形成了干扰源。
工频整流滤波使用的大电容充电放电、开关管高频工作时的电压切换、输出整流二极管的反向恢复电流都是这类干扰源。
开关电源中的电压电流波形大多为接近矩形的周期波，比如开关管的驱动波形、MOSFET漏源波形等。
对于矩形波，周期的倒数决定了波形的基波频率；两倍脉冲边缘上升时间或下降时间的倒数决定了这些边缘引起的频率分量的频率值，典型的值在MHz范围，而它的谐波频率就更高了。
这些高频信号都对开关电源基本信号，尤其是控制电路的信号造成干扰。
开关电源的电磁噪声从噪声源来说可以分为两大类。
一类是外部噪声，例如，通过电网传输过来的共模和差模噪声、外部电磁辐射对开关电源控制电路的干扰等。
另一类是开关电源自身产生的电磁噪声，如开关管和整流管的电流尖峰产生的谐波及电磁辐射干扰。
如图1所示，电网中含有的共模和差模噪声对开关电源产生干扰，开关电源在受到电磁干扰的同时也对电网其他设备以及负载产生电磁干扰（如图中的返回噪声、输出噪声和辐射干扰）。
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。
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]。
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。
开关电源的干扰及抑制
开关电源的干扰及抑制第一篇：开关电源的干扰及抑制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。
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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开关电源电磁干扰机理及抑制措施探讨X
闫海峰
(包头韵升强磁材料有限公司,内蒙古包头 014010)
摘 要:开关电源技术是一项综合性技术,其电磁干扰问题及与其它电子设备的电磁兼容问题已成为人们关注的热点,本文先分析了开关电源产生电磁干扰的机理,并从电路结构、EMI滤波、屏蔽、印制电路板抗干扰设计等几个方面,对开关电源电磁干扰的抑制措施进行了探讨。
关键词:开关电源;电磁干扰;抑制措施;耦合
中图分类号:T M15 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)02—0061—02
近年来,随着微电子技术的迅速发展,开关电源以其效率高、体积小、功耗小、稳压范围宽、输出稳定性好的优点,广泛应用于电视、计算机及外围设备、通讯、自动控制等领域。
但是,由于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(EMI)。
目前,抑制开关电源的EMI,提高开关电源的质量使之符合EMC标准已成为设计者越来越关注的问题。
本文讨论了开关电源电磁干扰问题并提出多种EMI 抑制措施。
1 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:
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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),主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰;而印刷线路板(PCB)走线通常采用手工布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。
3 开关电源电磁干扰的抑制措施
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;第三是提高受扰设备的抗扰能力,减低其对噪声的敏感度。
为此,抑制开关电源电磁干扰要采取的主要措施有:电路措施、EMI滤波、元器件选择、屏蔽、印制电路板抗干扰设计等。
3 减少开关电源本身的干扰
3 吸收电路。
开关电源产生MI的主要原因
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2012年第2期 内蒙古石油化工
X收稿日期
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.1.1E :2011-12-19
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。
采用吸收电路能够抑制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。
具体地讲,可在开关管两端并联RC吸收电路,或在开关管两端并联RC吸收回路,RC回路可吸收开关管接通和断开瞬间产生的较高浪涌尖峰电压,降低开关回路的干扰。
3.1.2 软开关技术。
软开关是在硬开关基础上发展起来的一种基于谐振技术或利用控制技术实现的在零电压/零电流状态下开通/关断的先进开关技术。
其基本思想是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,降低开关过程中的电压电流变化率,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。
在理想情况下,这样不仅减小了开关损耗,还可以大大减小EMI电平。
此外,软开关电路不同于一般的吸收电路,能够在降低EMI影响的同时减少开关损耗。
3.1.3 EMI滤波。
滤波是抑制传导干扰的一种很好的办法。
例如,在电源输入端接上滤波器,可以抑制开关电源产生并向电网反馈的干扰,也可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害。
在滤波电路中,还采用很多专用的滤波元件,如穿心电容器、三端电容器、铁氧体磁环,它们能够改善电路的滤波特性。
恰当地设计或选择滤波器,并正确地安装和使用滤波器,是抗干扰技术的重要组成部分。
开关电源的传导干扰可分为共模和差模干扰。
共模干扰存在于相线与地线间及中线与地线间,其电流在相线与中线同时存在,大小相等、流向相同。
差模干扰是存在于相线与中线间的干扰。
其电流在相线与中线同时存在,大小相同、流向相反。
通常,线路上干扰电压的这两种分量是同时存在的,故EMI 滤波器一般由共模和差模滤波电路综合构成。
设计和选用EMI滤波器一定要根据电路的实际情况,首先测量传导到干扰的电平和频带,再与电磁兼容的标准或实际应用需要的信号电平进行比较,选择对超标信号或超过实际应用所需信号的幅值和频带有抑制作用的电源滤波器。
3.1.4 PCB设计。
PCB抗干扰设计主要包括PCB 布局、布线及接地,其目的是减小PCB的电磁辐射和PCB电路之间的串扰。
设计PCB前应首先考虑PCB的尺寸与形状。
B尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加;若尺寸过小,则散热不好,且邻近线条易受干扰。
电路板的最佳形状为矩形,长宽比为3或3。
电路板面积尺寸大于×5mm时,应考虑电路板所受的机械强度。
在确定PCB 的尺寸形状后,再确定特殊元器件(如各种发生器、晶振等)的位置。
各种发生器、晶振等都易产生噪声,要相互靠近一些。
最后,根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局。
布局时应以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。
同时,在高频情况下,要考虑元器件之间的分布参数。
元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上,尽量减小和缩短各元器件之间的引线和连接。
3.2 切断干扰信号的传播途径——共模、差模电源线滤波器
电源线干扰可以使用电源线滤波器滤除,一个合理有效的开关电源EMI滤波器应该对电源线上差模干扰和共模干扰都有较强的抑制作用。
差模滤波元件和共模滤波元件分别对差模和共模干扰有较强的衰减作用。
3.3 增强敏感电路的抗干扰能力
3.3.1 屏蔽。
抑制开关电源电磁干扰的有效方法是屏蔽。
即用导电良好的材料对电场进行屏蔽,用导磁率高的材料对磁场进行屏蔽。
用电磁屏蔽的方法解决EMI问题的好处是不会影响电路的正常工作。
屏蔽技术可分为对发出电磁波部位的屏蔽和对易受电磁波影响的元器件的屏蔽。
3.3.2 接地。
在开关电源中接地是抑制干扰的重要方法。
电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。
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,当磁力线穿过该环路时将产生磁感应噪声。
在低频和高频共存的电路系统中,应分别将低频电路、高频电路、功率电路的地线单独连接后,再连接到公共参考点上。
地线设计时应注意:交流电源地与直流电源地分开;模拟电路与数字电路的电源地分开;功率地与弱电地分开;地线应当尽量粗。
4 结束语
开关电源技术是一项综合性技术,其电磁干扰问题及与其他电子设备的电磁兼容问题已日益成为人们关注的热点,为了有效地抑制开关电源所产生的电磁干扰,必须从多个方面采取多种手段抑制干扰,全面有效地提高开关电源的电磁兼容性,使其得到更广泛的应用。
[参考文献]
[1] 区健昌.电子设备的电磁兼容性设计[M].北
京电子工业出版社,3
[] 张占松,蔡宣三开关电源的原理与设计(修订版)[M]北京电子工业出版社,
62内蒙古石油化工 2012年第2期
PC
:24:200mm10
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2.
.:2004.。