開關電源的噪音抑制

摘 要：隨著開關電源在各個領域的廣泛應用，開關電源產生的噪音對電源的輸入端電網、輸出端供電裝置的污染，導致設備工作異常的問題，引起大家重視。通過分析開關電源的工作原理，從噪音種類、產生噪音的方式、傳遞噪音的路徑等幾個方面，提出抑制噪音的方案和措施，并討論了在應用中注意的問題。

關鍵詞：開關電源；共模噪音；差模噪音

當今開關電源大量的在各個領域應用，開關電源以效率高、體積小、重量輕等優點被人們稱道，但是開關電源產生的噪音也漸漸被大家所重視。由于噪音對電網的污染導致許多設備工作異常、甚至無法工作，所以對其噪音的抑制已經被逐漸關注，以致被提到一個很高的高度。本文就開關電源產生噪音的種類、噪音產生的方式、傳遞噪音的主要因素、噪音抑制的對策等進行了分析并提出相應的解決方法。

1 噪音的種類

3 傳遞噪音的主要因素

傳遞噪音主要有以下四個方式：

（1）傳導噪音；（2）由電壓源通過寄生電容而產生的高頻泄漏電流產生的噪音；（3）由電壓源或電流源輻射的噪音；（4）由接地阻抗產生的噪音。

實際電子設備的噪音是通過上述幾個方面產生的，要解決它不是一件容易的事情。電子設備的噪音抑制方法和對策是通過試驗和分析查明產生噪音的原因，然后再逐個加以解決。

電子設備的噪音抑制方法和對策包括“抑制噪音源的對策”和“切斷噪音傳播途徑”兩個方面。開關電源的抑制噪音的對策也是這樣的。

4 開關電源的噪音對策

圖3電壓源是開關管V1、開關變壓器T1，整流二極管D1、D2和儲能電感L1；電流源為圖3表示的帶箭頭的環流，其中一個是變壓器初級和開關管V1組成的變壓器初級端電流源；另一個是變壓器次級和整流二極管D1、D2、儲能電感L1組成的變壓器次級端電流源。開關電源的輸入電纜和輸出電纜因為輻射傳遞開關噪音的緣故也成為噪音源。對具有輔助電源的設備，輔助電源也可成為噪音源。此外，控制電路脈沖的控制電路PWM也可成為噪音源。可以采取以下措施抑制噪音。

（1）降低電壓性噪音源

通常為解決散熱的問題開關管V1帶有散熱器（通常接地），故存在分布電容CS1；同樣，整流二極管D1、D2對外殼也存在分布電容CS2；開關變壓器T1的初級線圈和次級線圈間存在分布電容CS3。在開關電源開關器件（V1、T1、D1、D2）進行導通、關斷工作時，高頻電流通過分布電容導通，形成共模噪音源（見圖3）。

為了防止共模噪音，如圖4所示，可設置屏蔽來阻止這種高頻電流的泄漏。即在變壓器T1的初級裝有屏蔽層，并連接至初級側的靜電位；開關管V1外殼亦連接到初級側的靜電位。TI的次級裝有屏蔽層，也連接到次級側的靜電位。這樣使高頻電位基本上為0V，共模噪音源的干擾幅度可以被大幅度減小。

（2）降低電流性噪音

電流經過圖3實線所示回路產生的磁通將產生輻射噪音。解決的辦法是在PCB布板時應縮短電流回路的的路徑，對主電流回路的印制線盡量加粗，所圍面積盡量小，整流二極管D1、D2應選用具有快速恢復特性的肖特基二極管或快恢復二極管，開關管V1的開關速度不要取的太高。

（3）濾波器電路的構成

5 結束語

以上對開關電源產生噪音的主要原因進行了分析，并對抑制噪音的措施進行研究。但是對開關電源來說，對其產生的噪音并不能完全消除，只能隨著科學技術的進步逐漸降低減小開關電源的噪音。

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作者簡介：趙永忠，男，工程師，現在陜西烽火電子股份有限公司從事技術工作。