电源工程师设计全攻略（六）：开关电源EMC及安全防范

"电源工程师设计全攻略（六）：开关电源EMC及安全防范" 电源工程师设计全攻略（六）：开关电源EMC及安全防范是讨论开关电源电磁干扰形成的原因及常用的EMI 抑制方法的重要知识点。下面是对该知识点的详细说明： 1. 开关电源电磁干扰的形成原因： 开关电源电磁干扰的形成原因是由于高频率、高di/dt和高dv/dt的存在，这些参数会产生电磁干扰的波形。开关电源中的电压电流波形大多为接近矩形的周期波，矩形波的周期的倒数决定了波形的基波频率，两倍脉冲边缘上升时间或下降时间的倒数决定了这些边缘引起的频率分量的频率值。 2. 开关电源电磁干扰的类型： 开关电源电磁干扰可以分为两大类：外部噪声和内部噪声。外部噪声来自电网中的共模和差模噪声，以及外部电磁辐射对开关电源控制电路的干扰。内部噪声来自开关电源自身产生的电磁噪声，如开关管和整流管的电流尖峰产生的谐波及电磁辐射干扰。 3. 开关电源EMI 抑制方法： 为了防止开关电源对电网和附近的电子设备产生干扰，并加强开关电源本身对电磁骚扰环境的适应能力，我们需要采取相应的EMI 抑制方法。这些方法包括设置电源线滤波器、使用差模或共模滤波元件抑制电磁干扰、使用PFC电路控制输入电流畸变、选择合适的开关管和变压器等。 4. 电源线引入的电磁噪声： 电源线引入的电磁噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。电源线噪声分为两大类：共模干扰和差模干扰。共模干扰定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。 5. 输入电流畸变造成的噪声： 输入电流畸变造成的噪声是由于整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用，使得二极管的导通角变小，输入电流i成为一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流。这类畸变的电流实质上除了包含基波分量以外还含有丰富的高次谐波分量。这些高次谐波分量注入电网，引起严重的谐波污染，对电网上其他的电器造成干扰。 6. 开关管及变压器产生的干扰： 主开关管是开关电源的核心器件，同时也是干扰源。其工作频率直接与电磁干扰的强度相关。随着开关管的工作频率升高，开关管电压、电流的切换速度加快，其传导干扰和辐射干扰也随之增加。此外，主开关管上反并联的钳位二极管的反向恢复特性不好，或者电压尖峰吸收电路的参数选择不当也会造成电磁干扰。