王月斌
东莞市昊旻电子科技有限公司
摘要：随着我国国民经济的增长，各类工业也得到了发展，企业产品也开始根据市场的发展需求进行改进，使其性能可以更加优良，满足社会民众的使用标准，同样开关电源也是如此。开关电源作为我国民众的生活必需品，在众多领域都能够得到应用，所以开关电源的各类性能也受到了民众的广泛关注，本文将基于此，对开关电源电磁兼容设计进行具体分析，并提出具体的措施来抑制电磁骚扰，使开关电源能够更好的为人民服务。
关键词：开关电源；电磁；设计
引言：开关电源作为社会民众的生活必需品，其性能向来受到社会民众的广泛关注，而开关电源最主要的性能就是电磁兼容，电磁兼容即在有限的空间、实践和频谱范围内，各种电气设备并存而不引起性能的下降，它包含电磁骚扰和电磁敏感两方面的内容，其中最为主要的内容就是电磁骚扰，而一台具备良好电磁兼容性能的设备，应该既不受周围磁场的影响，也不对周围造成电磁骚扰。
一、开关电源中的主要电磁骚扰源
（一）开关电路造成的电磁骚扰
电路是维持开关电源运行的最基本因素，所以对于开关电源来讲，开关电路造成的电磁骚扰是开关电源中的最主要骚扰源，其对开关电源造成的影响也是最大的，会对开关电源造成较为严重的伤害。而开关电路作为开关电源的核心，主要元件有开关管和高频变压器，这两种主要构成元件的质量也会对开关电路造成极大的影响，所以在开关电路中，开关管和高频变压器的质量也是极为重要的。
开关电路作为开关电源的重要组成部分，其对开关电源造成的各类骚扰也是多方面的，同时成因也是多种多样的，所以其成因需要从不同方面进行分析。在本文中，我们将具体从以下几个方面进行分析：1.开关管负载。开关管负载在我国的普遍应用是使用高频变压器初级线圈，其属于感性负载的范畴，并且在开关管进行工作的第一瞬间，初级线圈会产生极大的涌流，并在两端出现较高的浪涌尖峰电压；除此之外，在开关管断开的瞬间，由于初级线圈的特性，会导致一部分能量无法从第一线圈传递到第二线圈，使能量造成损失，从而导致电源中断。而电源电压中断会产生磁化冲击电流周边，同时这个噪声会传导到输入输出端，形成传导骚扰，甚至严重的还有可能会击穿开关管，直接使开关电源崩溃。2.脉冲变压器初级线圈开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能会产生极大的空间辐射，形成辐射骚扰，这样同样会因为电容上的高频阻抗导致高频电路以差模方式传导到交流电源中，形成传导骚扰。
（二）二极管整流电路产生的电磁骚扰
主电路中整流二极管产生的反向恢复电流同续流二极管反向恢复电流的数值是不同的，一般来讲，主电路中整流二极管产生的反向恢复电流较小，而这样其实会增强开关电源的电磁骚扰程度。因为根据有关调查结果显示，主电路中整流二极管产生的反向恢复电流由于数值较小，导致其形成的骚扰强度较大，频带也较宽，同时主电路中整流二极管产生的电压跳变同其他元件相比，数值也较小，这同样也会导致二极管整流电路产生的电磁骚扰较为严重，影响开关电源的正常运行。
二、电源骚扰的抑制
对开关电源的电磁骚扰进行抑制，主要从以下两个方面采取措施：一是减小骚扰源的骚扰强度，二是改变信号接地方式。而为达到这两种结果，我们还需要从开关电源的构成元件以及电流通道等方面进行改进，对这些方面进行改良，以进行电磁骚扰的抑制。
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（一）减小开关电源本身的骚扰
我们通过具体分析可知晓，减小开关电源本身的骚扰是抑制开关电源骚扰的根本措施，因为如果开关电源本身的骚扰没有被减小，那么就算外界造成电磁骚扰的原因已经被有效清除，开关电源的电磁骚扰也不能被有效抑制，这样就是在做无用功，既浪费工作人员的时间与精力，同时也耗费大量资金，结果却并不显著。经过以上分析可得知，减小开关电源本身的骚扰，是使开关电源电磁骚扰低于规定极限值、提升开关电源使用性能的有效方法。
减小开关电源本身电磁骚扰主要通过以下几个方面来进行：1.减小功率管接通、断开过程中产生的骚扰。通过上面的描述我们可知晓，由于主电路中整流二极管产生的电压跳变和整流电流数值都较小，在一定程度上会导致开关电源本身的电磁骚扰较大，所以我们需要减小功率管接通、断开过程中的骚扰。但是现在还没有有效的手段能够减小开关电源的交流电，所以现在人们都是普遍采用软开关电源技术，结合合理的元器件布置及合理的印制电路板不限，来改善开关电源的电磁骚扰水平。2.开关频率调制技术。根据有关调查结果显示，频率固定不变的调制脉冲在低频段产生的骚扰形式主要表现为调制频率的谐波骚扰，即低频段的电磁骚扰主要集中在各谐波点上，这样一来如果频率固定不变，就会导致在频率到达低频段时对开关电源造成较为严重的骚扰，所以相关科技工作者可以结合相关技术及工艺，根据其工作特性，将频率固定不变的调制脉冲改变成变频调制，这样一来，开关电源就可以有效避开低频段，降低开关电源本身的电磁骚扰。
（二）设备的信号接地
1．浮地
采取浮地的信号接地模式可以将电路或用电设备与公共接地系统或者是可能会引起环流的公共导线相隔离，同时还可以降低不同电位之间电路配合的难度，效果显著。而实现电路或用电设施浮地的方法主要有两种：一是变压器隔离，另一个则是光电隔离。采取浮地的优势有多种，而其中最为明显的则是抗骚扰性能好。
采取浮地信号接地模式虽然抗骚扰效果较为显著，但是也存在缺点。采取浮地信号接地模式，用电设备无法同土地相连，这样一来就容易在两者之间造成静电积累，当电荷积累到一定的程度之后，在设备地与土地之间的电位差就有可能会引起剧烈的静电放电，而使其成为破坏性很强的骚扰源，这样就完全违反了我们采取浮地信号接地措施的本意。所以为解决这个问题，相关工作人员都是在浮地与公共地之间跨接一个阻值很大的泄放电阻，用这个泄放电阻来承接静电积累所产生的电荷，这样就可以解决有效消除采取浮地设备接地模式导致的负面影响，以此达到抑制开关电源的电磁骚扰的目的。
2.混合接地
混合接地能够使接地系统在低频和高频时呈现出不同的性能，从上述我们的表述中可以了解到，低频段的电磁骚扰主要集中在各谐波点上，这样一来如果频率固定不变，就会导致在频率到达低频段时对开关电源造成较为严重的骚扰，而采取混合接地模式就能够有效避免这个问题。同时采取混合接地模式还可以使电容对低频和直流有较强的抗力，有效避免模块之间的地环路形成，减小开关电源的电磁骚扰，抑制开关电源的电磁骚扰。
结束语：开关电源作为生活必需品，广泛应用于社会民众的生活，但是开关电源在应用过程中也存在较多的问题，尤其是电磁兼容方面的问题。而在电磁兼容问题中，最主要的就是电磁骚扰问题，所以如何有效抑制开关电源的电磁骚扰，使开关电源能够更好地为民众服务，已经成为相关工作人员的重点关注问题。为解决这些问题，相关工作人员特地在对问题进行具体分析之后，通过降低开关电源本身电磁骚扰以及采取信号设施接地等措施，有效抑制开关电源的电磁骚扰，提升了开关电源的工作性能，便利民众生活。
参考文献
[1]孟春林,张海涛.开关电源电磁兼容技术的思考[J].科技风,2017(18):205.
[2]杨松荣,冯裕财,陈乐乐.开关电源电磁兼容性发展现状及整改探究[J].中国新通信,2018,20(05):240.
论文作者:王月斌
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第12期
论文发表时间:2019/9/19
标签：开关电源论文; 电磁论文; 电路论文; 抑制论文; 电流论文; 频段论文; 民众论文; 《中国西部科技》2019年第12期论文;