開關(guān)電源電磁干擾分析及其抑制

摘要：在介紹反激式開關(guān)電源及其性能的基礎(chǔ)上，討論了該電源中的網(wǎng)側(cè)諧波及抑制，開關(guān)緩沖、光電隔離等問題。

關(guān)鍵詞：噪聲；高次諧波；電磁干擾

0 引言

功率開關(guān)器件的高額開關(guān)動(dòng)作是導(dǎo)致開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾(EMI)的主要原因。開關(guān)頻率的提高一方面減小了電源的體積和重量，另一方面也導(dǎo)致了更為嚴(yán)重的EMI問題。如何減小產(chǎn)品的EMI，使其順利通過FCC或IEC1000等EMC標(biāo)準(zhǔn)論證測(cè)試，已成為目前急須解決的問題。

1 EMI分析

具體電路如圖1所示。

圖1 Flyback反激式電源電路

輸入為交流220V，經(jīng)功率二極管整流橋變?yōu)橹绷髯鳛榉醇ぷ儞Q器的輸入，輸出為三組直流：＋5V，15V，12V，另外有一輔助電源5V，用來給光耦PC817供電?？刂齐娐酚梅答伩刂?，選用TOPSwicth系列的TOP223Y芯片。

開關(guān)電源工作時(shí)，其內(nèi)部的電壓和電流波形都是在非常短的時(shí)間內(nèi)上升和下降的，因此，開關(guān)電源本身是一個(gè)噪聲發(fā)生源。開關(guān)電源的干擾按噪聲源種類分為尖峰干擾和諧波干擾兩種。使電源產(chǎn)生的干擾不至于對(duì)電子系統(tǒng)和電網(wǎng)造成危害的根本辦法是削弱噪聲發(fā)生源，或者切斷電源噪聲和電子系統(tǒng)、電網(wǎng)之間的耦合途徑。

本電路中，交流輸入電壓Ui經(jīng)功率二極管整流橋變?yōu)檎颐}動(dòng)電壓，經(jīng)電容C12平滑后變?yōu)橹绷?，但電容電流的波形不是正弦波而是脈沖波。如圖2所示。

圖2 電容側(cè)的電流電壓波形

由圖2中電流波形可知，電流中含有高次諧波。大量電流諧波分量流入電網(wǎng)，造成對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。另外，由于電流是脈沖波，使電源輸入功率因數(shù)降低。

2 EMI的抑制

2.1 高次諧波的抑制

在電路中采用共模扼流圈L11來抑制高次諧波。

對(duì)開關(guān)電源二根進(jìn)線而言，存在共模干擾和差模干擾，如圖3（a）及圖3（b）所示。

（a）差模干擾 （b）共模干擾

圖3 電源進(jìn)線的共模干擾和差模干擾