抑制開關電源電磁干擾設計要點及方法

隨著開關電源的小型化，開關就要高頻化，這種高頻化，其基波本身也就構(gòu)成了一個干擾源，發(fā)出一種更強的傳導干擾波，此外通過改進元器件達到高頻化的同時，也會因輻射干擾波而導致一種超標準值的雜散的信號。這些信號構(gòu)成了電磁干擾（EMI），被干擾對象是無線電通信。開關電源工作在高頻開關狀態(tài)，內(nèi)部會產(chǎn)生很高的電流、電壓變化率，導致開關電源產(chǎn)生較強的電磁干擾。電磁干擾信號不僅對電網(wǎng)造成污染，還直接影響到其他用電設備甚至電源本身的正常工作，而且作為輻射干擾闖入空間，造成電磁污染，制約著人們的生產(chǎn)和生活。

　　1 開關電源電磁干擾的抑制

　　形成電磁干擾的三要素是干擾源、傳播途徑和受擾設備。因而，抑制電磁干擾應從這三方面人手。抑制干擾源、消除干擾源和受擾設備之間的耦合和輻射、提高受擾設備的抗擾能力，從而改善開關電源的電磁兼容性能的目的。

　　1.1 采用濾波器抑制電磁干擾

　　濾波是抑制電磁干擾的重要方法，它能有效地抑制電網(wǎng)中的電磁干擾進入設備，還可以抑制設備內(nèi)的電磁干擾進入電網(wǎng)。在開關電源輸入和輸出電路中安裝開關電源濾波器，不但可以解決傳導干擾問題，同時也是解決輻射干擾的重要武器。濾波抑制技術分為無源濾波和有源濾波2種方式。

　　1.1.1 無源濾波技術

　　無源濾波電路簡單，成本低廉，工作性能可靠，是抑制電磁干擾的有效方式。無源濾波器由電感、電容、電阻元件組成，其直接作用是解決傳導發(fā)射。

　　由于原電源電路中濾波電容容量大，整流電路中會產(chǎn)生脈沖尖峰電流，這個電流由非常多的高次諧波電流組成，對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾；另外電路中開關管的導通或截止、變壓器的初級線圈都會產(chǎn)生脈動電流。由于電流變化率很高，對周圍電路會產(chǎn)生出不同頻率的感應電流，其中包括差模和共模干擾信號，這些干擾信號可以通過2根電源線傳導到電網(wǎng)其他線路和干擾其他的電子設備。圖中差模濾波部分可以減少開關電源內(nèi)部的差模干擾信號，又能大大衰減設備本身工作時產(chǎn)生的電磁干擾信號傳向電網(wǎng)。又根據(jù)電磁感應定律，得E=Ldi／dt，其中：E為L兩端的電壓降；L為電感量；di／dt為電流變化率。顯然要求電流變化率越小，則要求電感量就越大。

　　脈沖電流回路通過電磁感應其他電路與大地或機殼組成的回路產(chǎn)生的干擾信號為共模信號；開關電源電路中開關管的集電極與其他電路之間產(chǎn)生很強的電場，電路會產(chǎn)生位移電流，而這個位移電流也屬于共模干擾信號。圖1中共模濾波器就是用來抑制共模干擾，使之受到衰減。