開關電源的EMI幹擾源集中體現在功率開關管
、整流二極管
、高頻變壓器等
，外部環境對開關電源的幹擾主要來自電網的抖動、雷擊、外界輻射等。關於開關電源EMI的研究
，有些從EMI產生的機理出發
，有些從EMI產生的影響出發，提出了許多實用有價值的方案。本文分析與比較了幾種有效的方案，並為開關電源EMI的抑製措施提出新的參考建議。


開關電源電磁幹擾的產生機理

開關電源產生的幹擾，按噪聲幹擾源種類來分
，可分為尖峰幹擾和諧波幹擾兩種；若按耦合通路來分，可分為傳導幹擾和輻射幹擾兩種。現在按噪聲幹擾源來分別說明：

1、二極管的反向恢複時間引起的幹擾

高頻整流回路中的整流二極管正向導通時有較大的正向電流流過，在其受反偏電壓而轉向截止時
，由於PN結(jie)中(zhong)有(you)較(jiao)多(duo)的(de)載(zai)流(liu)子(zi)積(ji)累(lei)，因(yin)而(er)在(zai)載(zai)流(liu)子(zi)消(xiao)失(shi)之(zhi)前(qian)的(de)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)裏(li)
，電(dian)流(liu)會(hui)反(fan)向(xiang)流(liu)動(dong)，致(zhi)使(shi)載(zai)流(liu)子(zi)消(xiao)失(shi)的(de)反(fan)向(xiang)恢(hui)複(fu)電(dian)流(liu)急(ji)劇(ju)減(jian)少(shao)而(er)發(fa)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)（di/dt）。

2、開關管工作時產生的諧波幹擾

功率開關管在導通時流過較大的脈衝電流。例如正激型

、推挽型和橋式變換器的輸入電流波形在阻性負載時近似為矩形波，其中含有豐富的高次諧波分量。當采用零電流、零電壓開關時，這種諧波幹擾將會很小。另外，功率開關管在截止期間

，高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變，也會產生尖峰幹擾。

3、交流輸入回路產生的幹擾

無(wu)工(gong)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)端(duan)整(zheng)流(liu)管(guan)在(zai)反(fan)向(xiang)恢(hui)複(fu)期(qi)間(jian)會(hui)引(yin)起(qi)高(gao)頻(pin)衰(shuai)減(jian)振(zhen)蕩(dang)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)。開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)尖(jian)峰(feng)幹(gan)擾(rao)和(he)諧(xie)波(bo)幹(gan)擾(rao)能(neng)量(liang)，通(tong)過(guo)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)線(xian)傳(chuan)播(bo)出(chu)去(qu)而(er)形(xing)成(cheng)的(de)幹(gan)擾(rao)稱(cheng)之(zhi)為(wei)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao);而諧波和寄生振蕩的能量，通過輸入輸出線傳播時，都會在空間產生電場和磁場。這種通過電磁輻射產生的幹擾稱為輻射幹擾。

4、其他原因

元器件的寄生參數
，開關電源的原理圖設計不夠完美，印刷線路板（PCB）走線通常采用手工布置
，具有很大的隨意性，PCB的近場幹擾大，並且印刷板上器件的安裝、放置，以及方位的不合理都會造成EMI幹擾。

推薦閱讀：

淺析開關電源產生電磁幹擾問題
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開關電源輸入端的EMI濾波器
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開關電源的EMI設計實例
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開關電源EMI的特點

作為工作於開關狀態的能量轉換裝置
，開關電源的電壓、電流變化率很高，產生的幹擾強度較大；幹擾源主要集中在功率開關期間以及與之相連的散熱器和高平變壓器，相對於數字電路幹擾源的位置較為清楚；開關頻率不高（從幾十千赫和數兆赫茲），主要的幹擾形式是傳導幹擾和近場幹擾；而印刷線路板（PCB）走線通常采用手工布線，具有更大的隨意性，這增加了PCB分布參數的提取和近場幹擾估計的難度。

EMI測試技術

目前診斷差模共模幹擾的方法有三種：射頻電流探頭

、差模抑製網絡
、噪zao聲sheng分fen離li網wang絡luo。用yong射she頻pin電dian流liu探tan頭tou是shi測ce量liang差cha模mo共gong模mo幹gan擾rao最zui簡jian單dan的de方fang法fa
，但dan測ce量liang結jie果guo與yu標biao準zhun限xian值zhi比bi較jiao要yao經jing過guo較jiao複fu雜za的de換huan算suan。差cha模mo抑yi製zhi網wang絡luo結jie構gou比bi較jiao簡jian單dan
，測ce量liang結jie果guo可ke直zhi接jie與yu標biao準zhun限xian值zhi比bi較jiao，但dan隻zhi能neng測ce量liang共gong模mo幹gan擾rao。噪zao聲sheng分fen離li網wang絡luo是shi最zui理li想xiang的de方fang法fa，但dan是shi其qi關guan鍵jian部bu件jian變bian壓ya器qi的de製zhi造zao要yao求qiu很hen高gao。

目前抑製幹擾的幾種措施

形成電磁幹擾的三要素是幹擾源
、傳播途徑和受擾設備。因而，抑製電磁幹擾也應該從這三方麵著手。首先應該抑製幹擾源
，直接消除幹擾原因
；其次是消除幹擾源和受擾設備之間的耦合和輻射，切斷電磁幹擾的傳播途徑
；第(di)三(san)是(shi)提(ti)高(gao)受(shou)擾(rao)設(she)備(bei)的(de)抗(kang)擾(rao)能(neng)力(li)，減(jian)低(di)其(qi)對(dui)噪(zao)聲(sheng)的(de)敏(min)感(gan)度(du)。目(mu)前(qian)抑(yi)製(zhi)幹(gan)擾(rao)的(de)幾(ji)種(zhong)措(cuo)施(shi)基(ji)本(ben)上(shang)都(dou)是(shi)用(yong)切(qie)斷(duan)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)源(yuan)和(he)受(shou)擾(rao)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)的(de)耦(ou)合(he)通(tong)道(dao)，它(ta)們(men)確(que)是(shi)行(xing)之(zhi)有(you)效(xiao)的(de)辦(ban)法(fa)。常(chang)用(yong)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)屏(ping)蔽(bi)、接地和濾波。

采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)抑(yi)製(zhi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)。例(li)如(ru)，功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)管(guan)和(he)輸(shu)出(chu)二(er)極(ji)管(guan)通(tong)常(chang)有(you)較(jiao)大(da)的(de)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)，為(wei)了(le)散(san)熱(re)往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)安(an)裝(zhuang)散(san)熱(re)器(qi)或(huo)直(zhi)接(jie)安(an)裝(zhuang)在(zai)電(dian)源(yuan)底(di)板(ban)上(shang)。器(qi)件(jian)安(an)裝(zhuang)時(shi)需(xu)要(yao)導(dao)熱(re)性(xing)能(neng)好(hao)的(de)絕(jue)緣(yuan)片(pian)進(jin)行(xing)絕(jue)緣(yuan)
，這(zhe)就(jiu)使(shi)器(qi)件(jian)與(yu)底(di)板(ban)和(he)散(san)熱(re)器(qi)之(zhi)間(jian)產(chan)生(sheng)了(le)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)，開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)底(di)板(ban)是(shi)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)的(de)地(di)線(xian)，因(yin)而(er)通(tong)過(guo)器(qi)件(jian)與(yu)底(di)板(ban)之(zhi)間(jian)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)將(jiang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)耦(ou)合(he)到(dao)交(jiao)流(liu)輸(shu)入(ru)端(duan)產(chan)生(sheng)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)，解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)的(de)辦(ban)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)兩(liang)層(ceng)絕(jue)緣(yuan)片(pian)之(zhi)間(jian)夾(jia)一(yi)層(ceng)屏(ping)蔽(bi)片(pian)，並(bing)把(ba)屏(ping)蔽(bi)片(pian)接(jie)到(dao)直(zhi)流(liu)地(di)上(shang)，割(ge)斷(duan)了(le)射(she)頻(pin)幹(gan)擾(rao)向(xiang)輸(shu)入(ru)電(dian)網(wang)傳(chuan)播(bo)的(de)途(tu)徑(jing)。為(wei)了(le)抑(yi)製(zhi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)輻(fu)射(she)，電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)對(dui)其(qi)他(ta)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)影(ying)響(xiang)，可(ke)完(wan)全(quan)按(an)照(zhao)對(dui)磁(ci)場(chang)屏(ping)蔽(bi)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)加(jia)工(gong)屏(ping)蔽(bi)罩(zhao)
，然(ran)後(hou)將(jiang)整(zheng)個(ge)屏(ping)蔽(bi)罩(zhao)與(yu)係(xi)統(tong)的(de)機(ji)殼(ke)和(he)地(di)連(lian)接(jie)為(wei)一(yi)體(ti)，就(jiu)能(neng)對(dui)電(dian)磁(ci)場(chang)進(jin)行(xing)有(you)效(xiao)的(de)屏(ping)蔽(bi)。電(dian)源(yuan)某(mou)些(xie)部(bu)分(fen)與(yu)大(da)地(di)相(xiang)連(lian)可(ke)以(yi)起(qi)到(dao)抑(yi)製(zhi)幹(gan)擾(rao)的(de)作(zuo)用(yong)。例(li)如(ru)，靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)接(jie)地(di)可(ke)以(yi)抑(yi)製(zhi)變(bian)化(hua)電(dian)場(chang)的(de)幹(gan)擾(rao)；電磁屏蔽用的導體原則上可以不接地，但不接地的屏蔽導體時常增強靜電耦合而產生所謂“負靜電屏蔽”效xiao應ying

，所suo以yi仍reng以yi接jie地di為wei好hao，這zhe樣yang使shi電dian磁ci屏ping蔽bi能neng同tong時shi發fa揮hui靜jing電dian屏ping蔽bi的de作zuo用yong。電dian路lu的de公gong共gong參can考kao點dian與yu大da地di相xiang連lian
，可ke為wei信xin號hao回hui路lu提ti供gong穩wen定ding的de參can考kao電dian位wei。因yin此ci，係xi統tong中zhong的de安an全quan保bao護hu地di線xian、屏蔽接地線和公共參考地線各自形成接地母線後
，最終都與大地相連。

在電路係統設計中應遵循“一點接地”的原則，如果形成多點接地，會出現閉合的接地環路，當磁力線穿過該回路時將產生磁感應噪聲
，實際上很難實現“一點接地”。因此，為降低接地阻抗，消除分布電容的影響而采取平麵式或多點接地，利用一個導電平麵（底板或多層印製板電路的導電平麵層等）作zuo為wei參can考kao地di，需xu要yao接jie地di的de各ge部bu分fen就jiu近jin接jie到dao該gai參can考kao地di上shang。為wei進jin一yi步bu減jian小xiao接jie地di回hui路lu的de壓ya降jiang

，可ke用yong旁pang路lu電dian容rong減jian少shao返fan回hui電dian流liu的de幅fu值zhi。在zai低di頻pin和he高gao頻pin共gong存cun的de電dian路lu係xi統tong中zhong，應ying分fen別bie將jiang低di頻pin電dian路lu、高頻電路
、功率電路的地線單獨連接後，再連接到公共參考點上。

濾lv波bo是shi抑yi製zhi傳chuan導dao幹gan擾rao的de一yi種zhong很hen好hao的de辦ban法fa。例li如ru，在zai電dian源yuan輸shu入ru端duan接jie上shang濾lv波bo器qi，可ke以yi抑yi製zhi開kai關guan電dian源yuan產chan生sheng並bing向xiang電dian網wang反fan饋kui的de幹gan擾rao，也ye可ke以yi抑yi製zhi來lai自zi電dian網wang的de噪zao聲sheng對dui電dian源yuan本ben身shen的de侵qin害hai。在zai濾lv波bo電dian路lu中zhong

，還hai采cai用yong很hen多duo專zhuan用yong的de濾lv波bo元yuan件jian
，如ru穿chuan心xin電dian容rong器qi、三端電容器
、鐵氧體磁環，它們能夠改善電路的濾波特性。恰當地設計或選擇濾波器，並正確地安裝和使用濾波器，是抗幹擾技術的重要組成部分。

根據實際應用的要求，選擇合適的設計方案去抑製開關電源EMI十分重要
，對於設計結果是否達到目標起到舉足輕重的作用。本文給出的集中設計方法和相應的建議
，希望能給大家的設計帶來益處。

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