电源技术中的几种有效的开关电源电磁干扰的抑制措施分析

摘要本文先分析了开关电源产生电磁干扰的机理，，就目前几种有效的开关电源电磁干扰措施进行了分析比较，并为开关电源电磁干扰的进一步研究提出参考建议。 　　目前，许多大学及科研单位都进行了开关电源EMI的研究，他们中有些从EMI产生的机理出发，有些从EMI产生的影响出发，都提出了许多实用有价值的方案。这里分析与比较了几种有效的方案，并为开关电源EMI的抑制措施提出新的参考建议。 　　一、开关电源电磁干扰的产生气理 　　开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分，可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分，可分为传导干扰和辐射干扰两种。现在按噪声干扰源来分别说明： 　　1、二极管的反向恢复时 开关电源在运行过程中，由于其工作特性，常常会产生电磁干扰（EMI），这些干扰主要分为尖峰干扰和谐波干扰，按耦合方式又分为传导干扰和辐射干扰。尖峰干扰源于二极管的反向恢复时间，当二极管由导通转为截止时，反向恢复电流的急剧变化会导致电流波动。谐波干扰则是由于开关管在导通和截止瞬间产生的脉冲电流，尤其是无工频变压器的开关电源，输入端整流管的反向恢复期间也会产生干扰。 为了降低开关电源的电磁干扰，研究者们提出多种有效措施。优化电路设计，比如选择低反向恢复时间的二极管，减少尖峰干扰。使用零电流、零电压开关技术，能显著降低谐波干扰。此外，合理布局印刷电路板（PCB）上的元器件，减少因走线不合理造成的近场干扰。对于交流输入回路，可以增加滤波器来减少干扰传播。 开关电源EMI的特点在于其高电压、电流变化率，导致干扰强度大，主要以传导干扰和近场干扰为主。EMI测试技术包括射频电流探头、差模抑制网络和噪声分离网络等，用于诊断和量化干扰程度。 抑制干扰的策略通常从干扰源、传播途径和受扰设备三方面入手。其中，屏蔽技术是抑制电磁辐射的有效手段，例如使用屏蔽片隔离器件与底板的耦合，减少共模干扰。接地也是关键，确保所有设备有一个良好的接地路径，减少干扰传播。滤波技术则可以去除电源线上的高频噪声，减少传导干扰。 具体来说，可以采用低通滤波器来抑制谐波，而共模扼流圈和差模扼流圈则能有效抑制共模和差模干扰。此外，使用合适的电容和电感组成LC滤波器，可以进一步减少电流突变带来的干扰。对于辐射干扰，采用金属外壳进行屏蔽，并确保良好接触以形成法拉第笼效应。 抑制开关电源电磁干扰是一个系统工程，涉及到电路设计、元器件选择、PCB布局优化、滤波和屏蔽等多个环节。通过综合应用这些技术，可以在保证开关电源性能的同时，大幅降低其对外部环境的电磁影响，从而满足电子设备对电磁兼容性的要求。未来的研究应继续探索更高效、更经济的抑制措施，以适应不断发展的电源技术和日益严格的电磁环境要求。