摘要：电磁兼容问题可以很好的解决电磁干扰现象，近年来，随着无电线技术的不断发展以及电子设备数量不断增加，使得电磁问题日益严重，所以为了进一步解决干扰问题，还应加强对电磁兼容技术的应用探讨。本文主要探讨了电磁兼容技术及其在开关电源中的应用，希望能够为相关工作者提供借鉴。
关键词：电磁兼容技术；开关电源；应用
随着人们生活水平的不断提高，人们应用的电子设备逐渐增多，而且为了满足人们的需求，许多的电子设备不断增加功能，导致电磁环境日益复杂。由于频谱资源相对有限，即使提高了对频谱的利用率，频道拥挤情况仍得不到良好的解决。同时人们在使用过程中，往往对某些频段频繁使用，这样加剧了干扰问题的严重性，对人们正常使用电子设备产生不利影响。对此还应不断发展电磁兼容技术，更好的解决电磁干扰问题。
1电磁兼容技术概述
电磁兼容技术可以使得电子、电气以及系统功能在同一个电磁环境下，不受自身以及其他电子设备的干扰，能够实现正常稳定的运行。电磁兼容技术主要具有两方面作用，一方面设备或系统有效抵抗电磁干扰，另一方面是在设备或系统运行过程中，产生的电磁干扰会控制在规定范围之内。电磁兼容是一项重要的学科，具有较强的工程性。从实质上来看电磁兼容问题，可以直接将其看作为电磁干扰问题。电磁干扰是通过耦合途径，将干扰电磁能量传输给敏感设备，对其正常工作产生不利影响，而干扰电磁能量是由干扰源发出。一般情况下，干扰源主要分为自然干扰源和人为干扰源两种，前者包括大气干扰以及宇宙干扰，后者是指系统正常工作中，会产生一定的能量，包括有用能量和无用能量，这两种能量产生会对其他部分产生一定的干扰。电磁兼容主要是为了解决电磁干扰问题不断的认识以及研究发展而来的。
2电磁兼容设计常用方法
在电磁兼容设计过程中，主要是从干扰源、敏感设备以及传播通道三方面来考虑，常用设计方法主要包括屏蔽、接地以及滤波，设计人员应充分结合以往的经验，进行合理的设计，保证电磁兼容产品符合要求。下面针对电磁兼容设计方法进行探讨。
2.1屏蔽
通过屏蔽技术的运用，可以切断电磁干扰能量的传播途径，进而可以有效抵抗电磁辐射干扰。屏蔽技术包括多种，如低频磁场屏蔽、静电场屏蔽以及变压器屏蔽等。屏蔽可以抑制内部敷设和抵抗外来敷设。想要实现屏蔽的作用，可以将区域封闭，可以采用金属隔板式壳体，除此之外还可以用两种实现方法，一是连接器屏蔽，二是电缆屏蔽。做成的屏蔽体，可以使得电磁波得到衰减，其主要作用机理包括三种。（1）电磁波通过空气进行传播时，由于屏蔽体金属交界面和空气之间，出现了不连续性，对达到屏蔽体表面的入射波产生反射作用。（2）进入屏蔽体的能量被屏蔽材料吸收。（3）经过前两次的屏蔽，仍然存在剩余能量，会继续进行传播，当达到材料另一表面时，在金属和空气的交界面以会进行再次反射，使得入射波重新进入屏蔽体内，进一步产生损耗，经过多次反射、吸收和衰减直到辐射能量被全部吸收。
2.2接地
在电磁兼容设计过程中，还可以采用接地方法，主要包括单点接地、多点接地以及浮地等。其中单点接地主要是指在一个线路中只定义一个接地参考点，其他点需要接入这个点。多点接地是指系统中各接地点与其接地平面距离最近，这样可以缩短引线长度，并使其最短。通过多点接地，可以有效减少高频驻波现象，而且电路结构相对简单，但是也存在一定的缺点，主要表现不利于设备内较低的频率。浮地可以将电路和公共到导线电隔开，这种方法容易引起静电积累。对上述接地的方法，应综合考虑实际，选择合适的接地，除此以外，应做好电路接地以及电源接地的工作。
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2.3滤波
通过对滤波技术的运用，一方面可以选择信号，另一方面可以抑制干扰，所以还应针对信号，选择合理的滤波器。滤波器有很多种，按照频率特性，可以分为带通滤波器和带阻滤波器，低通滤波器和高通滤波器。滤波器主要由多部分组成，包括电容、电感以及电阻等。滤波技术的运用，主要在于滤波器的选择，因此在选择过程中，应充分考虑各个因素，包括功率、插入损耗以及漏电流等等，保证滤波器能够正常稳定运转。
3电磁兼容技术在开关电源中的应用
3.1开关电源中存在的电磁兼容问题
开关电源经常发生电磁兼容问题，这主要是因为开关电源主要是在大电流以及高电压下进行工作，所以该问题比较突出。从整机电磁性能方面看，主要包括共阻耦合、电场耦合以及电磁场耦合等等。共阻耦合主要是对于干扰源以及受干扰体，在电气上产生共同阻抗，成为了干扰信号进入干扰体的主要途径；电场耦合的出现主要是因为电位差引起感应电场造成的耦合。电磁场耦合主要是通过空间，向外辐射由脉动电压或电流产生的高频电磁波。同时在系统工作中，其稳定性还受电源线输入滤波、PCB布线以结构设计的影响，如果不能满足要求，则无法保证系统稳定的工作。另外用于整流以及续流二极管也会成为干扰源，产生较大的干扰；开关电源组成滤波电路的电容器也会产生干扰信号。
3.2解决开关电源开关电磁兼容的方法
为了解决电源开关中电磁兼容中存在的问题，对此还应采取以下几方面措施：（1）开关电源中的电源线传导干扰、电源线谐波电流等问题，可以利用减小干扰源的方法。对于输入输出滤波电路，还应由设计人员根据实践经验，科学合理的进行设计，用于整流和续流二极管，应适当减小电压或电流变率。同时还可以采用软开关拓扑及控制方式。（2）为了解决电源开关中电磁兼容问题，还可以采用切断干扰信号传播途径的方式，应选择屏蔽效果较好的机壳，采用合理的接地处理措施。除此以外为了避免自身存在的干扰问题，还应做好以下几点：应合理进行PCB布线的设计，包括数字电路PCB布线、模拟电路的PCB布线，并对两种布线进行正确分区；对于数字电路与模拟电路电源，应采用合理的措施，进行正确去耦；在相邻线布线过程中，还应根据相关规范的要求，严控制其间距以及信号性质；减小高压大电流回路以及整流电路所包围的面积。另外为了防止天然干扰源对开关电源的影响，针对交流电输入及直流输出端口，还应对其优化，以此提升开关电源的防雷能力。在开关电源中，为了抵抗静电放电，还可以通过接地保护、选择抗静电干扰器件等措施，避免静电放电的干扰。在抵抗快速瞬变信号时，可以通过输入电路共模滤波的加强来实现。还可以将滤波器以及铁氧体磁环放置在开关电源输出电压端，可以有效抵抗射频干扰。
总结：
随着我国无线技术的不断发展以及电子设备的逐渐增多，电子设备的功能也越来越多，导致电磁环境越来越复杂，电磁兼容技术是为了抵抗电磁干扰，因此加强对电磁兼容技术的研究至关重要。在电磁兼容设计过程中，经常采用的方法包括屏蔽、接地以及滤波，应根据具体情况，合理的选择电磁兼容技术，同时在开关电源中，还存在一定的电磁兼容问题，可以使用电磁兼容技术，提高开关电源的抗干扰能力，使得系统设备能够稳定的运行。
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论文作者:钟庆华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/13
标签：干扰论文; 开关电源论文; 电磁兼容论文; 屏蔽论文; 技术论文; 电磁论文; 滤波器论文; 《电力设备》2018年第5期论文;