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開關電源是一種應用功率半導體器件并綜合電力變換技術、電子電磁技術、自動控制技術等的電力電子產品。開關電源是一種應用功率半導體器件并綜合電力變換技術、電子電磁技術、自動控制技術等的電力電子產品。同時開關電源是嚴重的電磁干擾源，其產生的EMI信號通過傳導和輻射方式污染電磁環境，對通信設備和電子儀器造成干擾，因而在一定程度上限制了開關電源的使用。

開關電源常用EMI技術

1. 開關電源產生電磁干擾的原因

    根據開關電源工作原理知：開關電源首先將工頻交流電整流為直流電，再逆變為高頻交流電，最后經過整流濾波輸出，得到穩定的直流電壓。在電路中，功率三極管、二極管主要工作在開關管狀態，且工作在微秒量級;三極管、二極管在開一閉翻轉過程中，在上升、下降時間內電流變化大、易產生射頻能量，形成干擾源。同時，由于變壓器的漏感和輸出二極管的反向恢復電流造成的尖峰，也會形成潛在的電磁干擾。

    開關電源通常工作在高頻狀態，因而其分布電容不可忽略。一方面散熱片與開關管的集電極間的絕緣片，由于其接觸面積較大，絕緣片較薄，因此，兩者間的分布電容在高頻時不能忽略，高頻電流會通過分布電容流到散熱片上，再流到機殼地，產生共模千擾;另一方面脈沖變壓器的初次級之間存在著分布電容，可將初級繞組電壓直接耦合到次級繞組上，在次級繞組作直流輸出的兩條電源線上產生共模干擾。

2. 開關電源電磁干擾的抑制措施

    通常開關電源EMI控制主要采用濾波技術、屏蔽技術、密封技術、接地技術等。EMI干擾按傳播途徑分為傳導干擾和輻射干擾。開關電源主要是傳導干擾，且頻率范圍最寬，約為10kHz一30MHz。抑制傳導干擾的對策基本上10kHz一150kHz、150kHz一10MHz、10MHz以上三個頻段來解決。10kHz一150kHz范圍內主要是常態干擾，一般采用通用LC濾波器來解決。150kHz一10MHz范圍內主要是共模干擾，通常采用共模抑制濾波器來解決。10MHz以上頻段的對策是改進濾波器的外形以及采取電磁屏蔽措施。

2.1.濾波技術

    通常干擾電流在導線上傳輸時有兩種方式：共模方式和差模方式。

開關電源常用EMI技術

 在一般情況下差模干擾幅度小、頻率低、造成的干擾小;共模干擾幅度大、頻率高，還可以通過導線產生輻射，造成的干擾較大。若在交流電源輸人端采用適當的EMI濾波器，則可有效地抑制電磁干擾。電源線EMI濾波器基本原理如圖1所示，其中差模電容C1、C2用來短路差模干擾電流，而中間連線接地電容C3、C4則用來短路共模干擾電流。

2.2.利用吸收回路抑制干擾

    開關管或二極管在開通和關斷過程中，由于存在變壓器漏感和線路電感，二極管存儲電容和分布電容，容易在開關管集電極、發射極兩端和二極管上產生尖峰電壓。通常情況下采用RC/RCD吸收回路，RCD浪涌電壓吸收回路。

當吸收回路上的電壓超過一定幅度時，各器件迅速導通，從而將浪涌能量泄放掉，同時將浪涌電壓限制在一定的幅度。

2.3.利用開關頻率調制技術抑制干擾

     頻率控制技術是基于開關干擾的能量主要集中在特定的頻率上，并具有較大的頻譜峰值。如果能將這些能量分散在較寬的頻帶上，則可以達到降低于擾頻譜峰值的目的。

    通常有兩種處理方法：隨機頻率法和調制頻率法。隨機頻率法是在電路開關間隔中加人一個隨機擾動分量，使開關干擾能量分散在一定范圍的頻帶中。研究表明，開關干擾頻譜由原來離散的尖峰脈沖干擾變成連續分布干擾，其峰值大大下降。調制頻率法是在鋸齒波中加人調制波（白噪聲），在產生干擾的離散頻段周圍形成邊頻帶，將干擾的離散頻帶調制展開成一個分布頻帶。這樣，干擾能量就分散到這些分布頻段上。在不影響變換器工作特性的情況下，這種控制方法可以很好地抑制開通、關斷時的干擾。

2.4.利用電磁屏蔽措施抑制干擾

    開關電源的屏蔽措施主要是針對開關管和高頻變壓器而言。

    開關管工作時產生大量的熱量，需要給它裝散熱片，從而使開關管的集電極與散熱片間產生較大的分布電容。因此，在開關管的集電極與散熱片間放置絕緣屏蔽金屬層，并且散熱片接機殼地，金屬層接到熱端零電位，減小集電極與散熱片間藕合電容，從而減小散熱片產生的輻射干擾。

    針對高頻變壓器，首先應根據導磁體屏蔽性質來選擇導磁體結構，如用罐型鐵芯和El型鐵芯，則導磁體的屏蔽效果很好。變壓器外加屏蔽時，屏蔽盒不應緊貼在變壓器外面，應留有一定的氣隙。如采用有氣隙的多層屏蔽物時，所得的屏蔽效果會更好。另外，在高頻變壓器中，常常需要消除初、次級線圈間的分布電容，可沿著線圈的全長，在線圈間墊上銅箔制成的開路帶環，以減小它們之間的禍合，這個開路帶環既與變壓器的鐵芯連接，又與電源的地連接，起到靜電屏蔽作用。如果條件允許，對整個開關電源加裝屏蔽罩，那樣就會更好地抑制輻射干擾。

結束語

     隨著開關電源的體積越來越小、功率密度越來越大，EMI控制問題成為開關電源穩定性的一個關鍵因素。由上述分析可知，采用EMI濾波技術、屏蔽技術、密封技術及接地技術等，可以有效地抑制、消除干擾源及受擾設備之間的禍合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑，從而提高開關電源的電磁兼容性。