开关电源中电磁干扰的产生及其抑制

李中学 许丹

摘要：开关电源体积小，效率高，安全性能好，因此被得到广泛应用。但是开关电源，有一个最大的缺点，就是容易受到干扰，从而不能发挥作用。因此，本文分析了开关电源电磁干扰形成的原因，并探讨了抑制干扰的措施以及具体操作。

关键词：开关电源；电磁干扰；抑制措施

开关电源在实际工作过程中会产生一定的电磁干扰，而电磁干扰的产生会对电网设备和其他设备带来很大的影响，因而提出必要的抑制电磁干扰措施就十分必要。

1 开关电源电磁干扰的原因

如果单从声音源头来划分， 开关电源的电磁噪声可以分为两大类。①开关电源本身的噪声，由于高速运转时开关管和电流管而产生。②外部噪声，由于共模和差模产生。

开关电源功率密度高， 高速状态下其高速器件本身产生的电磁干扰，就会影响电源开关本身的工作。抑制这种本身的电磁干扰，并且着重提高它对电磁的抗干扰能力是保证开关电源更好工作的关键。只有抗干扰能力上去了，这些零部件才能更好的运转，也提高了开关电源的使用寿命。

脉冲电流是功率开关管在高速运行时产生的。功率开关管在运行期间产生的尖峰电流更是对电源开关的一种干扰。

2 开关电源电磁干扰的抑制措施

要排除电磁干扰，我们可以从三方面入手。①减弱干扰信号。一般治理环境污染时我们讲究切断污染源，其实和减弱干扰信号是一个意思。没有干扰信号，那么就谈不上抗干扰了。②切断传播途径。从电磁干扰到影响零部件工作之間有传播途径的问题。具体在什么介质中，在不同条件下，电磁干扰的传播速度和强度不一样。③提高开关电源的抗干扰能力。只有抗干扰能力上去了，开关电源才能面对来自自身的高速电流干扰和外部的噪声干扰。针对这三种思路，相应的产生了三种方法：①改善电路结构。②加强屏蔽。③印刷电路板抗干扰设计。

2.1 电源线带来的电磁干扰

电源线干扰主要指的是电网用电设备在实际工作过程中，会产生一定的电磁干扰沿着电源线船舶。电源线干扰主要分为以下几个方面：差模干扰和共模干扰。其中差模干扰指的是通过输入电源线和地线回路进行传输。而共模干扰主要指的是电流的传波通道不同，主要以输入电源线传输。

2.2 输入整流滤波电路带来的谐波干扰

开关电源输入端在实际主要采用桥式整流。而整流二极管的滤波和非线性电容具备一定的储存功能，就会形成一个特定的周期性尖峰电流，这种输入电流是一种畸形的特点，主要包含基波和大量的高次谐波分量，如果上述谐波流入电网中，就会带来一定的谐波污染，甚至影响其他电器的正常工作。

2.3 开关电路带来的干扰

开关电路作为主要开关电源的主要干扰原因之一，开关电源的核心就是开关电路，其主要由高频变压器和开关管构成，开关电路产生的du/dt 具备比较大幅度的脉冲，同时具备谐波丰富和频带较宽的特点，从而容易形成关断电压的尖峰，当电源电压发生中断时，就会产生一定的谐波电磁干扰，从而给其他设备的正常工作带来极大影响。

2.4 其他干扰

除了上述几种电磁干扰的产生方式之外，还存在一些其他的干扰方式，如通信开关电源上的分布参数、元器件寄生等都是电磁干扰产生的方式，散热器和开关电源之间存在着变压器、电容等，是产生电磁干扰的主要原因。此外，通信开关电源具备一些其他的特性，如智能化程度高、功率密度高等，同时电源内部的场分布的特点较为复杂。如结构设计不恰当、PCB 布线不恰当、输出输入电源布线不合理等，这些因素都会导致系统内产生电磁干扰。

3 开关电源电磁干扰抑制措施的具体操作

3.1 抑制电磁干扰源

抑制电磁干扰源是一种主要的措施，可以极大的降低开关电源的电磁干扰。主要从以下几个方面进行考虑：功率因数校正技术、软开关技术等进行分析。

（1）功率因数校正技术。该技术也称作PFC 技术，主要是为了解决输入电流波形的畸变，同时还可以有效使得电流谐波含量降低，因而需要使用功率因数校正技术，该技术主要是指在其实际工作过程中，有效改变电流的波形，使其具备正弦波，从而降低了开关电源的电磁干扰。（2）软开关技术。该技术主要是为了减少开关器件的损耗，同时还可以极大的改善开关器件的电磁兼容特性。开关器可以通过断开和接通过程中，会产生一定的尖峰电压。而使用软开关技术，可以使得开关转换发生在零电流和零电压过程中，从而有效抑制了电磁干扰的产生。

3.2 破坏电磁干扰的传波途径

破坏电磁干扰的传波途径也可以极大的抑制电磁干扰的影响，在实际处置过程中可以采用电源输入EMI 滤波器处理，该方法可以有效抑制传导干扰。如将滤波器安装在电源的输入端上，这样可以有效一直开关电源产生的电磁干扰向外传波，同时，还可以有效抑制其他因素，如噪声等对电源自身的影响。而在滤波电路中，还可以采用三端电容器、穿心电容器、铁氧体磁环等，来改善电路的滤波性质。

3.3 采用接地和屏蔽来降低电磁敏感设备的敏感性

采取接地或者屏蔽措施，可以实现有效降低电磁敏感设备的敏感性，从而起到抑制开关电源的电磁干扰影响。一些设备如输出二极管、功率开关管等，这些设备通常具备较大的功率损耗，而为了达到散热这些设备的目的，而需要安装散热器，但是，这种方法在一定程度上会增加电磁干扰的产生，给用电设备带来极大的影响，而采取上述方法可以极大的抑制电磁干扰。而将大地和电源某些部分相连接，都会起到一定的抑制作用，从而起到保护用电设备的目的。

4 结语

开关电源技术是一项综合性的技术，其抗干扰的一些措施也是研究的核心所在。削弱干扰信号，切断干扰的传播途径，提高自身抗干扰能力是抑制性措施的具体思路。使用软开关技术、使用屏蔽罩技术以及重新对电路板进行布局、接线，都是这些思路的具体措施。相信通过这些努力，开关电源的抗干扰性一定能够得到很大的提高。

参考文献：

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