淺談開關(guān)電源的EMI的相關(guān)問題

關(guān)于開關(guān)電源的的EMI

在開關(guān)電源中，EMI濾波器對共模和差模傳導(dǎo)噪聲的抑制起著顯著的作用。高頻開關(guān)電源由于其在體積、重量、功率密度、效率等方面的諸多優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、國防、家電產(chǎn)品等各個領(lǐng)域。在開關(guān)電源應(yīng)用于交流電網(wǎng)的場合，整流電路往往導(dǎo)致輸入電流的斷續(xù)，這除了大大降低輸入功率因數(shù)外，還增加了大量高次諧波。同時，開關(guān)電源中功率開關(guān)管的高速開關(guān)動作（從幾十kHz到數(shù)MHz），形成了EMI（electromagnetic interference）騷擾源。從已發(fā)表的開關(guān)電源論文可知，在開關(guān)電源中主要存在的干擾形式是傳導(dǎo)干擾和近場輻射干擾，傳導(dǎo)干擾還會注入電網(wǎng)，干擾接入電網(wǎng)的其他設(shè)備。減少傳導(dǎo)干擾的方法有很多，諸如合理鋪設(shè)地線，采取星型鋪地，避免環(huán)形地線，盡可能減少公共阻抗;設(shè)計合理的緩沖電路;減少電路雜散電容等。除此之外，可以利用EMI濾波器衰減電網(wǎng)與開關(guān)電源對彼此的噪聲干擾。 EMI干騷擾通常難以精確描述，濾波器的工業(yè)設(shè)計通常是通過反復(fù)迭代，計算制作以求逐步逼近設(shè)計要求。

1. 開關(guān)電源的EMI干擾源集中體現(xiàn)在功率開關(guān)管、整流二極管、高頻變壓器等，外部環(huán)境對開關(guān)電源的干擾主要來自電網(wǎng)的抖動、雷擊、外界輻射等。

（1）功率開關(guān)管工作在On-Off快速循環(huán)轉(zhuǎn)換的狀態(tài)，dv/dt和di/dt都在急劇變換，因此，功率開關(guān)管既是電場耦合的主要干擾源，也是磁場耦合的主要干擾源。

（2）的EMI來源集中體現(xiàn)在漏感對應(yīng)的di/dt快速循環(huán)變換，因此高頻變壓器是磁場耦合的重要干擾源。

（3）的EMI來源集中體現(xiàn)在反向恢復(fù)特性上，反向恢復(fù)電流的斷續(xù)點會在電感（引線電感、雜散電感等）產(chǎn)生高dv/dt，從而導(dǎo)致強電磁干擾。

（4）PCB：準(zhǔn)確的說，PCB是上述干擾源的耦合通道，PCB的優(yōu)劣，直接對應(yīng)著對上述EMI源抑制的好壞。

2.開關(guān)電源EMI傳輸通道分類

（一）。 傳導(dǎo)干擾的傳輸通道

（1）容性耦合 （2）感性耦合 （3）電阻耦合

a.公共電源內(nèi)阻產(chǎn)生的電阻傳導(dǎo)耦合 b.公共地線阻抗產(chǎn)生的電阻傳導(dǎo)耦合 c.公共線路阻抗產(chǎn)生的電阻傳導(dǎo)耦合

（二）。 輻射干擾的傳輸通道

（1）在開關(guān)電源中，能構(gòu)成輻射干擾源的元器件和導(dǎo)線均可以被假設(shè)為天線，從而利用電偶極子和磁偶極子理論進行分析;二極管、電容、功率開關(guān)管可以假設(shè)為電偶極子，電感線圈可以假設(shè)為磁偶極子;

（2）沒有屏蔽體時，電偶極子、磁偶極子，產(chǎn)生的電磁波傳輸通道為空氣（可以假設(shè)為自由空間）; （3）有屏蔽體時，考慮屏蔽體的縫隙和孔洞，按照泄漏場的數(shù)學(xué)模型進行分析處理。

3.開關(guān)電源EMI抑制的9大措施

在開關(guān)電源中，電壓和電流的突變，即高dv/dt和di/dt，是其EMI產(chǎn)生的主要原因。實現(xiàn)開關(guān)電源的EMC設(shè)計技術(shù)措施主要基于以下兩點：

（1）盡量減小電源本身所產(chǎn)生的干擾源，利用抑制干擾的方法或產(chǎn)生干擾較小的元器件和電路，并進行合理**二手機器人

（2）通過接地、濾波、屏蔽等技術(shù)抑制電源的EMI以及提高電源的EMS。

分開來講，9大措施分別是：

（1）減小dv/dt和di/dt（降低其峰值、減緩其斜率） （2）壓敏電阻的合理應(yīng)用，以降低浪涌電壓 （3）阻尼網(wǎng)絡(luò)抑制過沖 （4）采用軟恢復(fù)特性的二極管，以降低高頻段EMI （5）有源功率因數(shù)校正，以及其他諧波校正技術(shù) （6）采用合理設(shè)計的電源線濾波器 （7）合理的接地處理 （8）有效的屏蔽措施 （9）合理的PCB設(shè)計 。