開關電源產生電磁干擾的抑制

開關電源與我們的工作和生活息息相關，只要有使用電子設備就離不開開關電源。開關電源是一種電能轉換技術，在電源技術中占有重要地位，也是一門多學科互相滲透的綜合性技術。開關電源由于功耗小、效率高、體積小、重量輕、穩(wěn)壓范圍廣、電路形式靈活等特點，因而在計算機、電視機、通訊設備等各類電子設備中廣泛應用。

我們在使用計算機、電視機時，只要接通市電，打開開關即開始工作。實際上這些設備里面已經做了電源變換，將正弦波交流市電轉換成各自需要的直流高壓電，讓設備即可工作。在這些設備的高可靠性電源中，開關電源起著關鍵作用。

隨著經濟發(fā)展和科學技術的進步，節(jié)約能源、提高效率、保護環(huán)境已被社會各界所重視，而開關電源是節(jié)約電能的重要環(huán)節(jié)，經過電力電子和開關電源技術處理后的電力供應，其節(jié)電效果是明顯的。

開關頻率達兆赫級的開關電源，為高頻變換電池提供技術基礎，促進現代電源技術的繁榮與發(fā)展，高頻化帶來的好處是，降低材料消耗，裝置小型化，加快系統(tǒng)的動態(tài)反應，從而進一步擴展應用范圍。然而這種高頻化，其基波本身就構成一種干擾源，能發(fā)一種較強的傳導干擾波。此外，通過元件的改進達到高頻化的同時，也會因輻射干擾波而產生一種雜散的信號，這些信號就構成電磁干擾。為此，必須采取有效措施，抑制這種電磁干擾，使之符合電磁兼容為特征的綠色能源技術的要求，使無線電波免遭電磁干擾的影響。

1 電磁干擾的產生與特征

開關電源功率變換器中的功率半導體器件，其開關頻率通常很高，功率開關器件在頻繁的接通與斷開過程中，不可避免地要產生電磁干擾。開關電源電磁干擾的產生與特征：電磁干擾的干擾源主要集中在功率開關器件、二極管以及與之相連的散熱器和高頻變壓器上；作為開關狀態(tài)的能量轉換裝置，開關電源的電壓、電流變化率很高，因而產生電磁干擾的噪聲信號強度大，而且頻率范圍寬。此外，印制電路板的布線，若有存在欠妥之處，也是產生電磁干擾的原因。

開關電源電磁干擾對通訊設備等各類電子設備的干擾途徑是：傳導干擾和輻射干擾。為此，在開關電源輸入和輸出電路中，加裝濾波器是抑制電磁干擾的最有效方法。

2 抑制電磁干擾濾波器的選用與安裝

抑制開關電源電磁干擾的技術是濾波技術，它可以把不需要的電磁能量，即傳導干擾噪聲信號減少到滿意的程度，所以在抑制傳導干擾方面，濾波技術是有效的手段。

2.1 濾波器的選用

電磁干擾濾波器的選用，應根據干擾源的特性、頻率范圍、電壓、阻抗等參數及負載特性的要求進行綜合考慮后確定，一般應滿足如下要求：(1)濾波器工作頻率范圍應滿足負載衰減特性的要求，并能在寬頻帶內獲得良好的衰減特性。(2)若抑制頻率與有用信號頻率非常接近時，則需選用頻率特性非常陡峭的濾波器。(3)濾波器的阻抗必須與它相連接干擾源的阻抗和負載阻抗相匹配。(4)濾波器電壓應根據電源和干擾源的額定電壓來確定，使之具有一定耐壓能力，并能夠承受輸入瞬時高壓的沖擊。萬一發(fā)生電壓擊穿，它應處于開路狀態(tài)，而不會使機殼帶電。(5)濾波器允許通過的電流應與電路中連續(xù)運行的額定電流相一致。(6)濾波器工作在高電壓、大電流、惡劣的電磁干擾環(huán)境中。其電感器、電容器等必須具有更良好的安全性能。(7)濾波器應具有足夠的機械強度。并且結構簡單、體積小、重量輕、安裝方便、性能可靠，給用戶帶來低成本。

2.2 濾波器的安裝

開關電源電磁干擾濾波器是無源網絡。它具有雙向抑制性能，將它插入在交流電網與電源之間，相當于在這兩者的電磁干擾噪聲信號之間加上一個阻斷屏障，起到雙向抑制噪聲的作用，因而在各類電子設備中得到廣泛應用。然而只有恰當地安裝濾波器，才能獲得良好的濾波效果。為此，濾波器安裝時，應注意做到如下幾點：(1)濾波器最好安裝在干擾源出口處或設備入口處，并盡量縮短交流進線。將干擾源和濾波器完全屏蔽，濾波器殼體與干擾源殼體應用良好電氣連接。(2)濾波器的輸入線和輸出線必須分開布線，以防輸入端與輸出端線路的耦合而降低濾波效果。(3)濾波器中電容器其連接導線應盡量短。以防止感抗和容抗在某頻率時形成的諧振。(4)濾波器的接地線上有較大的短路電流，能輻射干擾信號，必須進行良好的屏蔽，以獲得理想濾波效果。