開關(guān)電源中電磁干擾的產(chǎn)生及其抑制 1
摘 要：電磁干擾對開關(guān)電源的效率和安全性及使用的影響日益成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)淋昭。本文分析了開關(guān)電源中電磁干擾產(chǎn)生的原因和傳播的路徑娶痕，并提出了抑制干擾的有效措施超茎。
關(guān)鍵詞：開關(guān)電源、電磁干擾练歇、耦合通道楞盼、電磁屏蔽
1 引言
電磁兼容EMC是英文electro magnetic compatibility 的縮寫。它包括兩層含義蔑枣，一是設(shè)備在工作中產(chǎn)生的電磁輻射必須限制在一定水平內(nèi)锄镜，二是設(shè)備本身要有一定的抗干擾能力，它必須具備三個要素：干擾源仿吞、耦合通道滑频、敏感體。給電子線路供電的開關(guān)電源對干擾的抑制對保證電子系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義唤冈。本文通過分析開關(guān)電源中的干擾源和耦合通道峡迷，提出了抑制干擾的有效措施。并提出了開關(guān)電源中開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)和制作方法你虹。
2 開關(guān)電源中的干擾源和耦合通道
開關(guān)電源首先將工頻交流電整流為直流電绘搞，然后經(jīng)過開關(guān)管的控制變?yōu)楦哳l，最后經(jīng)過整流濾波電路輸出傅物，得到穩(wěn)定的直流電壓夯辖，因此，自身含有大量的諧波干擾董饰。同時蒿褂，由于變壓器的漏感和輸出二極管的反向恢復(fù)電流造成的尖峰，都會產(chǎn)生不同程度的電磁干擾卒暂。開關(guān)電源中的干擾源主要集中在電壓啄栓、電流變化大（即dV/dt或dI/dt很大）的元器件上，尤其是開關(guān)管、輸出二極管和高頻變壓器等卜判。同時仔省，雜散電容會將電網(wǎng)的噪聲傳導(dǎo)到電子系統(tǒng)的電源而對電子線路的工作產(chǎn)生干擾。
這里我們來分析一下幾種干擾產(chǎn)生的原因及其耦合的路徑落寡。
2.1輸入整流濾波電路產(chǎn)生的諧波干擾
開關(guān)電源輸入端普遍采用橋式整流成止，電容濾波電路。由于整流二極管的非線性和濾波電容的儲能作用痒仆，使得輸入電流i成為一個時間很短揣蒿、峰值很高的周期性尖峰電流，如圖1所示豪服。這種畸變的輸入電流刨德，它除了基波外，還含有豐富的高次諧波分量吁巫。
2.2開關(guān)電路產(chǎn)生的干擾
如圖2a所示開關(guān)電路是開關(guān)電源的核心也是主要的干擾源之一汰日，它主要由開關(guān)管和高頻變壓器組成。開關(guān)管產(chǎn)生的dV/dt具有較大的脈沖龟夜，頻帶較寬且諧波豐富挂捅。這種脈沖干擾產(chǎn)生的主要原因是：
（1）在開關(guān)管導(dǎo)通瞬間堂湖，變壓器初級線圈產(chǎn)生很大的涌流闲先，并在初級線圈的兩端出現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓;在開關(guān)管斷開瞬間，由于初級線圈的漏磁通无蜂，致使一部分能量沒有從一次線圈傳輸?shù)蕉尉€圈伺糠，儲藏在漏感中的這部分能量將和開關(guān)管本身的極間電容、電阻形成帶有尖峰的衰減振蕩斥季，疊加在開關(guān)管的關(guān)斷電壓上训桶，形成關(guān)斷尖峰電壓。這個噪聲會傳導(dǎo)到輸人輸出端酣倾，形成傳導(dǎo)干擾舵揭。
（2）輸出二極管在正向?qū)〞r躁锡，PN結(jié)內(nèi)的電荷被積累琉朽，二極管加反向電壓時積累的電荷將消失并產(chǎn)生反向電流。由于二次整流回路中V在開關(guān)轉(zhuǎn)換時頻率很高稚铣，即由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟臅r間很短，在短時間內(nèi)要讓存儲電荷消失就產(chǎn)生反向電流的浪涌凳渗。由于直流輸出線路中的分布電容秽擦、分布電感的存在，使因浪涌引起的干擾成為高頻衰減振蕩。
∽恃础（3）高頻變壓器初級線圈帐捺，開關(guān)管和濾波電容構(gòu)成的高頻開關(guān)電流環(huán)路可能產(chǎn)生較大的空間輻射，形成輻射干擾呼雨。
如圖2b所示赫捕，I1是變壓器初級線圈電流，I2是二次線圈電流凑魔，VDS是開關(guān)管漏源極間電壓飘拂，VD是二次側(cè)輸出二極管上兩端電壓。開關(guān)管關(guān)斷時產(chǎn)生頻率為f1的干擾壶碴，而輸出二極管反向電流引起頻率為f2的干擾情召。
2.3干擾的耦合通道
由于變壓器的初次級線圈間存在雜散電容，開關(guān)電路產(chǎn)生的共模干擾通過變壓器在原副邊相互傳播撼予。相比較而言钥屈，差模干擾路徑比較簡單也易于處理。本文主要介紹共模干擾的產(chǎn)生和抑制坝辫。
關(guān)鍵詞：開關(guān)電源、電磁干擾练歇、耦合通道楞盼、電磁屏蔽
1 引言
電磁兼容EMC是英文electro magnetic compatibility 的縮寫。它包括兩層含義蔑枣，一是設(shè)備在工作中產(chǎn)生的電磁輻射必須限制在一定水平內(nèi)锄镜，二是設(shè)備本身要有一定的抗干擾能力，它必須具備三個要素：干擾源仿吞、耦合通道滑频、敏感體。給電子線路供電的開關(guān)電源對干擾的抑制對保證電子系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義唤冈。本文通過分析開關(guān)電源中的干擾源和耦合通道峡迷，提出了抑制干擾的有效措施。并提出了開關(guān)電源中開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)和制作方法你虹。
2 開關(guān)電源中的干擾源和耦合通道
開關(guān)電源首先將工頻交流電整流為直流電绘搞，然后經(jīng)過開關(guān)管的控制變?yōu)楦哳l，最后經(jīng)過整流濾波電路輸出傅物，得到穩(wěn)定的直流電壓夯辖，因此，自身含有大量的諧波干擾董饰。同時蒿褂，由于變壓器的漏感和輸出二極管的反向恢復(fù)電流造成的尖峰，都會產(chǎn)生不同程度的電磁干擾卒暂。開關(guān)電源中的干擾源主要集中在電壓啄栓、電流變化大（即dV/dt或dI/dt很大）的元器件上，尤其是開關(guān)管、輸出二極管和高頻變壓器等卜判。同時仔省，雜散電容會將電網(wǎng)的噪聲傳導(dǎo)到電子系統(tǒng)的電源而對電子線路的工作產(chǎn)生干擾。
這里我們來分析一下幾種干擾產(chǎn)生的原因及其耦合的路徑落寡。
2.1輸入整流濾波電路產(chǎn)生的諧波干擾
開關(guān)電源輸入端普遍采用橋式整流成止，電容濾波電路。由于整流二極管的非線性和濾波電容的儲能作用痒仆，使得輸入電流i成為一個時間很短揣蒿、峰值很高的周期性尖峰電流，如圖1所示豪服。這種畸變的輸入電流刨德，它除了基波外，還含有豐富的高次諧波分量吁巫。
2.2開關(guān)電路產(chǎn)生的干擾
如圖2a所示開關(guān)電路是開關(guān)電源的核心也是主要的干擾源之一汰日，它主要由開關(guān)管和高頻變壓器組成。開關(guān)管產(chǎn)生的dV/dt具有較大的脈沖龟夜，頻帶較寬且諧波豐富挂捅。這種脈沖干擾產(chǎn)生的主要原因是：
（1）在開關(guān)管導(dǎo)通瞬間堂湖，變壓器初級線圈產(chǎn)生很大的涌流闲先，并在初級線圈的兩端出現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓;在開關(guān)管斷開瞬間，由于初級線圈的漏磁通无蜂，致使一部分能量沒有從一次線圈傳輸?shù)蕉尉€圈伺糠，儲藏在漏感中的這部分能量將和開關(guān)管本身的極間電容、電阻形成帶有尖峰的衰減振蕩斥季，疊加在開關(guān)管的關(guān)斷電壓上训桶，形成關(guān)斷尖峰電壓。這個噪聲會傳導(dǎo)到輸人輸出端酣倾，形成傳導(dǎo)干擾舵揭。
（2）輸出二極管在正向?qū)〞r躁锡，PN結(jié)內(nèi)的電荷被積累琉朽，二極管加反向電壓時積累的電荷將消失并產(chǎn)生反向電流。由于二次整流回路中V在開關(guān)轉(zhuǎn)換時頻率很高稚铣，即由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟臅r間很短，在短時間內(nèi)要讓存儲電荷消失就產(chǎn)生反向電流的浪涌凳渗。由于直流輸出線路中的分布電容秽擦、分布電感的存在，使因浪涌引起的干擾成為高頻衰減振蕩。
∽恃础（3）高頻變壓器初級線圈帐捺，開關(guān)管和濾波電容構(gòu)成的高頻開關(guān)電流環(huán)路可能產(chǎn)生較大的空間輻射，形成輻射干擾呼雨。
如圖2b所示赫捕，I1是變壓器初級線圈電流，I2是二次線圈電流凑魔，VDS是開關(guān)管漏源極間電壓飘拂，VD是二次側(cè)輸出二極管上兩端電壓。開關(guān)管關(guān)斷時產(chǎn)生頻率為f1的干擾壶碴，而輸出二極管反向電流引起頻率為f2的干擾情召。
2.3干擾的耦合通道
由于變壓器的初次級線圈間存在雜散電容，開關(guān)電路產(chǎn)生的共模干擾通過變壓器在原副邊相互傳播撼予。相比較而言钥屈，差模干擾路徑比較簡單也易于處理。本文主要介紹共模干擾的產(chǎn)生和抑制坝辫。
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