開關(guān)電源是非常重要的電源類型之一，對于開關(guān)電源，電子專業(yè)的朋友通常具備一些了解。為增進(jìn)大家對開關(guān)電源的認(rèn)識，本文將對開關(guān)電源的干擾源以及抑制開關(guān)電源電磁干擾的方法予以介紹。如果你對開關(guān)電源具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、開關(guān)電源

開關(guān)模式電源又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個(gè)位準(zhǔn)的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開關(guān)電源的輸入多半是交流電源(例如市電)或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備，例如個(gè)人電腦，而開關(guān)電源就進(jìn)行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。

二、開關(guān)電源的干擾源分析

開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)按耦合通道可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾;根據(jù)噪聲干擾源的類型，可分為峰值干擾和諧波干擾。開關(guān)電源工作過程中產(chǎn)生的浪涌電流和峰值電壓形成干擾源，工頻整流濾波中使用的大電容充放電，高頻時(shí)開關(guān)管的電壓切換，輸出整流二極管的反向恢復(fù)電流都是這類干擾源。

三.電磁干擾的抑制措施

電磁干擾是由三個(gè)基本要素結(jié)合而產(chǎn)生的:電磁干擾源;對干擾能量敏感的設(shè)備;將電磁干擾源傳輸?shù)矫舾性O(shè)備的介質(zhì)是傳輸通道或耦合方式。開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾的抑制措施主要從兩個(gè)方面考慮:一是降低干擾源的干擾強(qiáng)度;首先是切斷干擾傳播途徑。

常見的抗干擾措施有電路隔離、屏蔽、接地、安裝EMI濾波器和PCB板的合理布局布線。

1.電路的隔離

在開關(guān)電源中，電路隔離主要包括:模擬電路的隔離、數(shù)字電路的隔離以及數(shù)字電路與模擬電路之間的隔離。主要目的是通過隔離元件來切斷噪聲干擾的路徑，從而達(dá)到抑制噪聲干擾的效果。開關(guān)電源模擬信號控制系統(tǒng)的隔離，交流信號一般采用變壓器隔離，DC信號一般采用線性隔離器(如線性光耦)隔離。數(shù)字電路的隔離主要有:脈沖變壓器隔離、光電耦合器隔離等。其中，數(shù)字輸入隔離主要采用脈沖變壓器隔離和光電耦合器隔離;數(shù)字輸出隔離主要采用光電耦合器隔離和高頻變壓器隔離。

2.接地

為了防止各種電路相互干擾，使它們相互兼容工作，工作接地根據(jù)電路的性質(zhì)分為不同的類型。如DC地、交流地、數(shù)字地、模擬地、信號地、電源地、電源地等。在電路設(shè)計(jì)中，交流電源應(yīng)與直流電源分開，模擬電路應(yīng)與數(shù)字電路分開，電源地應(yīng)與弱電地分開。

3.安裝EMI濾波器

電力濾波器安裝在電力線和電子設(shè)備之間，用于抑制來自電力線的傳導(dǎo)干擾，減少來自電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾，對提高設(shè)備的可靠性有重要作用。開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾主要是傳導(dǎo)干擾，傳導(dǎo)干擾分為差模干擾和共模干擾。濾波器由共模扼流圈L、差模電容Cx和共模電容Cy組成。共模扼流圈L由纏繞在同一高導(dǎo)磁率磁芯上的兩個(gè)繞組組成，其結(jié)構(gòu)使得差模電流產(chǎn)生的磁通量相互抵消。這種結(jié)構(gòu)可以用更小的體積獲得更大的電感，也不用擔(dān)心工作電流導(dǎo)致飽和。每個(gè)繞組和電容Cy分別構(gòu)成L-E和N-E兩對獨(dú)立端口的低通濾波器，形成共模濾波網(wǎng)絡(luò)，用于抑制電力線上的共模干擾。至于共模扼流圈L、差模電容Cx、共模電容Cy的取值，濾波器的諧振頻率應(yīng)盡可能低于開關(guān)電源的工作頻率，這樣才能濾除整個(gè)頻段。

4.合理的布局和布線

開關(guān)電源的輻射干擾與電流路徑中的電流、路徑的環(huán)路面積和電流頻率的平方的乘積成正比，即輻射干擾。應(yīng)用這種關(guān)系的前提是路徑尺寸遠(yuǎn)小于頻率的波長。上述關(guān)系表明，減小過孔面積是降低輻射騷擾的關(guān)鍵，也就是說開關(guān)電源的元器件之間要緊密排列。在一次電路中，要求輸入電容、晶體管和變壓器相互靠近，布線緊湊。在次級電路中，要求二極管、變壓器和輸出電容彼此靠近。在印刷電路板上，正負(fù)載電流導(dǎo)體分布在印刷電路板的兩側(cè)，并盡量保持兩個(gè)載流導(dǎo)體相互平行，因?yàn)槠叫星铱拷恼?fù)載電流導(dǎo)體產(chǎn)生的外部磁場往往會相互抵消。

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