开关电源的电磁干扰抑制技术-第3页-北极星输配电网

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2.2利用吸收电路

开关电源产生EMI的主要原因是电压和电流的急剧变化，因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率（du/dt和di/dt）。采取吸收电路能够抑制EMI，其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路，吸收积蓄在寄生分布参数中的能量，从而抑制干扰的发生。可以在开关管两端并联如图2（a）所示的RC吸收电路，开关管或二极管在开通和关断过程中，管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压，可以通过缓冲的方法予以克服。缓冲吸收电路可以减少尖峰电压的幅度和减少电压波形的变化率，这对于半导体器件使用的安全性非常有好处。与此同时，缓冲吸收电路还降低了射频辐射的频谱成份，有益于降低射频辐射的能量。箝位电路主要用来防止半导体器件和电容器被击穿的危险。兼顾箝位电路保护作用和开关电源的效率要求，TVS管的击穿电压选择为初级绕组感应电压的1.5倍。当TVS上的电压超过一定幅度时，器件迅速导通，从而将浪涌能量泄放掉，并将浪涌电压的幅值限制在一定的幅度。在开关管漏极和输出二极管的正极引线上可串联带可饱和磁芯线圈或微晶磁珠，材质一般为钴，当通过正常电流时磁芯饱和，电感量非常小。一旦电流要反向流过时，它将产生非常大的反电势，这样就能有效地抑制二极管的反向浪涌电流。

2.3屏蔽措施

抑制辐射噪声的有效方法就是屏蔽。可以用导电性能良好的材料对电场进行屏蔽，用磁导率高的材料对磁场进行屏蔽。为了防止变压器的磁场泄漏，使变压器初次级耦合良好，可以利用闭合磁环形成磁屏蔽，如罐型磁芯的漏磁通就明显比E型的小很多。开关电源的连接线，电源线都应该使用具有屏蔽层的导线，尽量防止外部干扰耦合到电路中。或者使用磁珠、磁环等EMC元件，滤除电源及信号线的高频干扰。但是，要注意信号频率不能受到EMC元件的干扰，也就是信号频率要在滤波器的通带之内。整个开关电源的外壳也需要有良好的屏蔽特性，接缝处要符合EMC规定的屏蔽要求。通过上述措施保证开关电源既不受外部电磁环境的干扰也不会对外部电子设备产生干扰。

2.4变压器的绕制

在设计高频变压器时必须把漏感减到最小。因为漏感越大，产生的尖峰电压幅值越高，漏极箝位电路的损耗就越大，这必然导致电源效率降低。减小变压器的漏感通常采用减少原边绕组的匝数、增大绕组的宽度、减小各绕组之间的绝缘层等措施。

变压器主要的寄生参数为漏感、绕组间电容、交叉耦合电容。变压器绕组间的交叉耦合电容为共模噪声流过整个系统提供了通路。

在变压器的绕制过程中采用法拉第屏蔽来减小交叉耦合电容。法拉第屏蔽简单来说就是用铜箔或铝箔包绕在原边绕组和副边绕组之间，形成一个表面屏蔽层隔离区，并接地，其中原边绕组和副边绕组交错绕制，以减小交叉耦合电容。在安装规程上一般要求散热器接地，那么开关管漏极与散热器之间的寄生电容就为共模噪声提供了通路，可以在漏极和散热器之间加一铜箔或铝箔并接地以减小此寄生电容。

2.5接地技术的应用

开关电源需要重视地线的连接，地线承担着参考电平的重任，特别是控制电路的参考地，如电流检测电阻的地电平和无隔离输出的分压电阻的地电平。

（1）设备的信号接地。设备的信号接地，可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参考点，它为设备中的所有信号提供了一个公共参考电位。如浮地和混合接地，另外还有单点接地和多点接地。

（2）设备接大地。在工程实践中，除认真考虑设备内部的信号接地外，通常还将设备的信号地，机壳与大地连在一起，以大地作为设备的接地参考点。

控制信号的地电平衰减应尽可能的小，因此，采用控制部分一点接地，然后将公共连接点再单点接至功率地。这种接地方式可以使噪声源和敏感电路分离。另外，地线尽量铺宽，对空白区域可敷铜填满，力求降低地电平误差和EMI。

原标题：开关电源的电磁干扰抑制技术

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