开关电源电磁兼容技术的思考

孟春林　张海涛

摘要：当前，在科技发展的推动下，电子设备也不断的发展，开关电源电磁环境是比较复杂的，这要求开关电源在运行的过程中，各个环节能够协调的发挥作用，并且具有一定的抗干扰能力。当前，开关电源的电磁兼容技术在电源行业中已经成为一个热点研究问题。本文将探究开关电源电磁兼容技术。

关键词：开关电源；电磁兼容技术；应用思考

当前，随着电子技术的迅速发展，电磁技术也在不断的发展。一个急需解决的问题是让各种电子系统、元器件、设备在同一电磁环境下协调的运行，也就是实现电磁的兼容性。在研发的过程中，必须要减少设备之间的互相干扰，为开关电源的运行营造良好的电磁环境。

1 开关电源电磁兼容中的问题

（1）传输途径问题。

电磁兼容问题可以通过传输途径直接干扰设备，传输干扰通常分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是由载流导体和大地之间产生的电位差造成的，其问题的特点是设备中的两条地线的杂散电压之间的电位是同一方向的。差模干扰是由不同载流导体之间的产生的电位差造成的，其问题的特點是设备中的两条地线的杂散电压之间的电位是相反方向的。在大多数情况下，这两种传输途径问题是同时存在的，并且电路具有阻抗不平衡性，因此两种问题在传输的过程中还会出现相互转换的现象。

（2）电磁干扰源问题。

在开关电源中，干扰源的问题主要发生在二极管、开关管或者高压变频器等电流、电压变化都比较大的元器件上。在系统运行过程中，输入和输出整流电路会产生电磁干扰[1]。二极管网侧的电流的瞬时流量比较大，在电容充电的过程中，非正弦性波流会呈现出脉冲电流的形式，电流峰值比较高，大约是输入电流有效值的2～3倍。其中，脉冲电流中的高频谐波电流会干扰传输电路，造成电压电流失真的现象，产生比较严重的谐波污染干扰。

（3）设备问题。

对于其他设备来说，开关是一种干扰源，但是开关本身也是比较敏感的，容易受到外界的干扰。这种干扰是通过辐射、传导等形式传输的，如果电源没有良好的抗干扰能力，就会受到严重的影响。因此，必须要降低电源的电磁敏感性。当干扰度大到超过敏感度门限的时候，电源就会受到干扰。而电源的电磁敏感性是由内部控制电路和元器件的抗干扰临界值决定的。因此，要采取适当的措施，降低电磁敏感性，提高电源的抗干扰能力。

2 提高开关电源电磁兼容性的技术

（1）电源内部控制技术。

首先，需要在电源中选择合适的控制技术以及主要电路。这也是降低电源中出现电磁干扰的重点。其中可以选择软开关拓扑设备作为电源的主电路，而在控制技术上可以选择脉冲宽度调制法，也可以选择调频的方式进行控制。但是后者经常会出现不易控制的情况。

其次，对于电源中的功率因数进行校正。在开关电源中，非正弦的电流经常会随着整流线路进入其中，进而形成较大的谐波，造成严重的污染现象。因此为了能够符合电源设备中的电磁兼容标准，需要在设备中使用PEC技术。通过在电路中使用电感设备、电容组设备以及并联电路进而将电流的功率因数提升到0.9左右。

再次，安装软启动技术。在设备开机时，电源内部经常会出现冲击电流。为了能降低这种电流所以需要在功率大的电源设备中安装软启动技术。保证在开机时，设备能够控制好其中的脉冲宽度。

最后，需要选择合适的元器件。在开关电源中，最为重要的元件是二级管以及开关管等元件。其中需要选择正向的压力下降数值较小、反向漏电数值小的二极管，而开关管选择时，需要注意其中电流是否会产生噪音干扰。而在安装二极管的过程中需要控制其中的谐波干扰，通过计算可以对谐波进行分析。首先在安装的两个二级管之间测得的电源电压为：

e=Emsin（wt+θ）通过测量得到电源中电容为C，I表示为其中的电流，

进而得到I=wCEmcos（wt+θ）。

（2）屏蔽技术。

当前，屏蔽设备有很多，但是在安装屏蔽设备时还需要注意以下的几个方面：第一，安装的屏蔽设备必须有合格的接地设计。第二，考虑好在屏蔽设备上出现的小孔和缝隙会对屏蔽效果造成一定的影响。因此通常会选择小孔较小的屏蔽设备，其中的缝隙需要进行焊接或者填补好。第三，在屏蔽设备的安装时，由于双绞线也具有一定的屏蔽能力，因此可以在导线部分使用双绞线。

（3）滤波技术。

滤波技术的重点在于滤波设备，在开关电源设备中滤波器主要包括了电感、电阻、电容以及铁氧元件构成。滤波设备的工作是为了避免在开关电源中出现差模污染，进而对整个电网系统造成影响，因此需要在电源输入部分设计专门的滤波器。当前在选择正确的滤波设备时需要从损耗情况、设备功率、漏电情况以及相关参数这四个方面进行考虑[2]。首先是损耗情况，通常从滤波设备的频率中得出的都是其静态的损耗，但是在实际使用时需要对滤波器的动态损耗进行分析。其次需要对滤波器的相关分布参数进行分析，在滤波设备实际的使用过程中频率在增加到固定的数值后就不再增加，因此需要考虑其中的分布参数。当前国际上对于滤波设备的漏电情况做出了明确的标准，其中漏电情况不得超过35mA。电源系统安装滤波器前后的受干扰变化如图1、2所示。

3 结语

综上所述，开关电源的电磁兼容性是一个重要的问题，在电子设备的升级与进化中，必须采用有效的技术措施，降低开关电源存在的电磁干扰问题，最大限度的提高电源的抗干扰能力，降低成本，综合考虑各种因素，为电子设备的发展提供科学有效的技术支持。

参考文献：

[1]许传发.开关电源电磁兼容技术探讨[J].通信电源技术，2012，04：113114.

[2]刘艳辉，王芳，黄伟信.自动测试开关电源电磁系统兼容技术——有关开关电源电磁兼容技术浅析[J].数字技术与应用，2012，10：121.