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PNjiezhongyoujiaoduodezailiuzijilei，yinerzaizailiuzixiaoshizhiqiandeyiduanshijianli
，dianliuhuifanxiangliudong，zhishizailiuzixiaoshidefanxianghuifudianliujijujianshaoerfashenghendadedianliubianhua（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。

 

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三種方法：射頻電流探頭、差模抑製網絡、噪聲分離網絡。用射頻電流探頭是測量差模 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；disanshitigaoshouraoshebeidekangraonengli，jiandiqiduizaoshengdemingandu。muqianyizhiganraodejizhongcuoshijibenshangdoushiyongqieduandianciganraoyuanheshouraoshebeizhijiandeouhetongdao，tamenqueshixingzhiyouxiaodebanfa。changyongdefangfashipingbi
、接地和濾波。

 

caiyongpingbijishukeyiyouxiaodiyizhikaiguandianyuandediancifusheganrao。liru，gonglvkaiguanguanheshuchuerjiguantongchangyoujiaodadegonglvsunhao，weilesanrewangwangxuyaoanzhuangsanreqihuozhijieanzhuangzaidianyuandibanshang。qijiananzhuangshixuyaodaorexingnenghaodejueyuanpianjinxingjueyuan，zhejiushiqijianyudibanhesanreqizhijianchanshenglefenbudianrong，kaiguandianyuandedibanshijiaoliudianyuandedixian，yinertongguoqijianyudibanzhijiandefenbudianrongjiangdianciganraoouhedaojiaoliushuruduanchanshenggongmoganrao，jiejuezhegewentidebanfashicaiyongliangcengjueyuanpianzhijianjiayicengpingbipian，bingbapingbipianjiedaozhiliudishang
，geduanleshepinganraoxiangshurudianwangchuanbodetujing。weileyizhikaiguandianyuanchanshengdefushe

，dianciganraoduiqitadianzishebeideyingxiang，kewanquananzhaoduicichangpingbidefangfalaijiagongpingbizhao
，ranhoujiangzhenggepingbizhaoyuxitongdejikehedilianjieweiyiti，jiunengduidiancichangjinxingyouxiaodepingbi。dianyuanmouxiebufenyudadixiangliankeyiqidaoyizhiganraodezuoyong。liru
，jingdianpingbicengjiedikeyiyizhibianhuadianchangdeganrao;diancipingbiyongdedaotiyuanzeshangkeyibujiedi，danbujiedidepingbidaotishichangzengqiangjingdianouheerchanshengsuoweifujingdianpingbixiaoying，suoyirengyijiediweihao，zheyangshidiancipingbinengtongshifahuijingdianpingbidezuoyong。dianludegonggongcankaodianyudadixianglian，keweixinhaohuilutigongwendingdecankaodianwei。yinci，xitongzhongdeanquanbaohudixian、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zai電dian路lu係xi統tong設she計ji中zhong應ying遵zun循xun一yi點dian接jie地di的de原yuan則ze，如ru果guo形xing成cheng多duo點dian接jie地di，會hui出chu現xian閉bi合he的de接jie地di環huan路lu，當dang磁ci力li線xian穿chuan過guo該gai回hui路lu時shi將jiang產chan生sheng磁ci感gan應ying噪zao聲sheng，實shi際ji上shang很hen難nan實shi現xian一yi點dian接jie地di。因yin此ci
，為wei降jiang低di接jie地di阻zu抗kang，消xiao除chu分fen布bu電dian容rong的de影ying響xiang而er采cai取qu平ping麵mian式shi或huo多duo點dian接jie地di，利li用yong一yi個ge導dao電dian平ping麵mian（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。

 

lvboshiyizhichuandaoganraodeyizhonghenhaodebanfa。liru，zaidianyuanshuruduanjieshanglvboqi，keyiyizhikaiguandianyuanchanshengbingxiangdianwangfankuideganrao
，yekeyiyizhilaizidianwangdezaoshengduidianyuanbenshendeqinhai。zailvbodianluzhong，haicaiyonghenduozhuanyongdelvboyuanjian，ruchuanxindianrongqi、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。

 

 

推薦閱讀：