摘要：开关电源的突出缺点是能产生较强的电磁干扰。电磁干扰信号既具流输出有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经传导和辐射后会污染电磁环境，对通信设备和电子产品造成干扰，如果处理不当，开关电源本身就会变成一个干扰源。本文分析了开关电源中电磁干扰产生的原因，阐述了抑制干扰的几种措施，并提出了几种开关电源电磁干扰抑制技术。
关键词：开关电源；电磁干扰；抑制技术
引言：随着社会的发展和技术的进步，开关电源被广泛的运用到人们的生活各个方面，一定程度上可以有效地改变人们的生活习惯。然而，电磁干扰的问题现象越来越严重，我们必须采用有效的措施，一定程度上可以保证开关电源在供电方面的设备的功能得到充分的发挥以及正常的运行。
一、开关电源电磁干扰产生的原因
开关电源的作用是将工频的交流电流或降压整流后转化为直流电，再转化为高频电，最后经过整流滤波电路，输出直流电压，伴随着大量的谐波干扰，基于变压设备的漏感以及输出二极管的反向恢复电流，会产生尖峰，所以存在着电磁干扰。开关源中的干扰主要存在于电压以及电流等变化较为显著的元件中。
1.1开关电路产生的电磁干扰
开关电源的核心部分是开关电路，由两个部分构成，分别为开关管和高频变压设备。开关会产生幅度较大的脉冲，具有较宽的频带和丰富的谐波。产生脉冲干扰的主要原因为开关管负载属于高频变压线圈，是一类感性负载。当开关导通瞬间，线圈中存在极大的浪涌电流，在线圈的端部出现尖峰电压。在断开开关的瞬间，基于初级线圈存在漏磁通，所以部分能量会直接传入二次线圈，并没有流过一次线圈。在电感中存储的能量会与电路中的电阻、电容构成带有尖峰的震荡，以衰减的形式存在，在关断电压上叠加，形成关断电压尖峰。当电源的电压被中断时，会产生较大的磁化冲击电流瞬间改变，与线圈接通时产生的现象相互抑制，同样是一类传导形式的电磁干扰。不仅会导致变压设备受到影响，还会导致配电系统受到传导干扰作用，出现电网谐波电磁干扰，系统中的其他设备无法安全和稳定的运行，稳定性降低。
1.2二极管的反向恢复时间引起的干扰
实际的工作环节中，由于整流二极管通过正向导通方面，一般情况下会出现正向电流现象。主要因为总体局面通过不同程度的高频率电流回路部分，一旦反向电压的原因以及外部因素也是产生反向电压向正向电压转变的主要环节。同时，也是影响开关电源方面功能不能够得到进一步发挥和实现，也是造成不同电磁干扰现象发生的因素和影响开关电源正常性能实现的核心因素。
1.3分布电容引起的干扰
开关电源工作在高频状态，因而其分布电容不可忽略。一方面，散热片与开关管的集电极间的绝缘片，由于其接触面积较大，绝缘片较薄，因此两者间的分布电容在高频时不能忽略，高频电流会通过分布电容流到散热片上，再流到机壳地，产生共模干扰；另一方面，脉冲变压器的初次级之间存在着分布电容，可将原边电压直接耦合到副边上，在副边作直流输出的正负电源线上产生共模干扰。
二、抑制干扰的几种措施
形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。因而，抑制电磁干扰也应该从这三方面着手。首先应该抑制干扰源，直接消除干扰原因；其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射，切断电磁干扰的传播途径；第三是提高受扰设备的抗扰能力，减低其对噪声的敏感度。目前抑制干扰的几种措施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，它们确是行之有效的办法。
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三、开关电源电磁干扰抑制技术
3.1屏蔽技术
开关电源的电磁管理中，屏蔽技术的应用条件较为常见，在执行管理的过程中，通过对电磁场的变化管理，有效的限制电流对于开关的影响效果，并在屏蔽电磁波的条件下，保证电路系统的安全状态。
屏蔽技术的应用中，可以将其分为静电屏蔽与电磁屏蔽两种类型，针对性的对开关电源中的静电场与电磁场进行交叉管理，以此实现电磁干扰的控制与管理。尤其在电磁干扰信号的处理过程中，这种技术条件可以高质量的切断干扰源与敏感物体之间的联系，并在完成阻隔处理后，形成特定的电磁场结构，以此保证屏蔽与阻断干扰电流的应用效果。尤其在防止变压器干扰条件的过程中，能够阻断其运转过程中产生的电磁干扰条件，并在变压器设备的周围，形成铜质的屏蔽板结构，以此保证开关电源的安全运行状态。
3.2有源共模电磁干扰抑制技术
共模干扰也叫接地干扰和不对成干扰，是电流载体与大地之间产生的电磁干扰。有源抑制技术的利用主要凭借主回路环节过程中发生干扰过程中产生电压波形相反中电压波形可以有效地减少噪声发生的频率，电源开关的功能得到实现，共模干扰方面的宽频段里面电压波形可以有效地控制，这种功能主要被广泛应用在电磁干扰抑制技术，一定程度上可以有效地解决开关电源电磁干扰的现象发生。
3.3滤波技术
滤波技术应注意选择合理的滤波器，需要对滤波器的运行频率、耐压性、额定电压、额定电流、阻抗性能、屏蔽性能等进行综合考量，确定滤波器型号和指标性能。在应用过程中确保滤波器安装位置恰当，避免对滤波器造成损耗，同时起到良好的电磁干扰抑制作用。安装过程中需要注意输入输出端的配线应严格屏蔽。
3.4软开关抑制技术
软开关技术与"硬"开关技术属于两种不同类型的概念。对立的两个概念。软开关技术的利用通过对"硬"开关技术创新与发展。软开关一般利用控制技术或谐振技术，是电流在电流在截断或流通状态下的新型技术。它一定程度上可以降低电源开关方面的噪声频率和功率损耗，进一步可以降低电源开关受到电磁干扰发生的现象。软开关比"硬"开关具有不同程度的优势，例如"硬"开关电源实际的工作环节会出现电流和电压不同程度的重叠现象，随着电流和电压在受到外界不同幅度变化，也是产生噪音的主要因素。但是，软开关可以有效地解决这一问题，软开关内部加入了电感和电容元件，一定程度上可以降低电流和电压发生重叠现象，可以有效地降低开关电源方面发生噪声概率。
3.5 PCB技术
PCB技术通过加大干扰源和接收装置之间的空间距离，实现电磁场信号对接受设备干扰强度衰减的目的，起到电磁干扰抑制的效果。由于PCB元件有覆铜箔层压板制成，板身表面涂漆，能够对电源设备进行有效防护，降低电路的电磁干扰。在大型电源设备中，考虑到电源系统电磁兼容性需求，可以通过增加系统中各个设备的空间距离，同时采用电磁隔离性较强的PCB元件，以此来实现较好的电磁干扰抑制效果。如果实际空间有限，技术人员可对电磁干扰源进行位置的调整或着对电磁干扰源中电磁和磁场的空间矢量进行改善调整，实现对电磁场干扰源的控制，降低电磁干扰。
四、结束语
总之，对于开关电源结构中的抗干扰处理，需要对其中的各项技术内容进行综合性整理，在实现分析干扰产生条件的基础上，采取合理的应对措施，处理其中的电磁干扰问题。由此，在保证技术合理性的基础上，使电源通路在瞬间磁场条件下，维持基本的工作条件，提高设备的应用技术完整性。
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论文作者:黄晓春
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：开关电源论文; 电磁干扰论文; 干扰论文; 抑制论文; 电流论文; 技术论文; 电压论文; 《基层建设》2019年第32期论文;