論尖峰電壓、電流對開關電源的干擾和抑制措施

劉光清 鄭勤

摘 要開關電源現越來越廣泛地應用于數字電路中，開關頻率及速度也隨之提高，這些引發電壓及電流的變化，并伴隨有大量電磁干擾的出現，這會嚴重干擾影響到電子設備的正常運行的，出現一些故障如死機、數據出錯等等，對生產工作會造成較大損失，應采取措施抑制這種干擾影響的出現。本文將重點分析下尖峰電壓、電流對開關電源的干擾以及對應的抑制措施。

【關鍵詞】尖峰電壓電流 開關電源 干擾 抑制

隨著我國社會經濟及科學技術的迅猛發展，電力電子產業的器件處于不斷更新換代狀態中，而且其中的開關電源現在使用的更為廣泛，技術器件更新換代過程中，其開關電源的開關頻率及速度也使得開關電源受到電壓、電流干擾，電壓及電流瞬間變化，導致大量電磁干擾產生，電子設備正常工作因此受到干擾。

1 尖峰電壓、電流對開關電源的干擾和抑制原理機制

開關電源受干擾的途徑是電源線，因此又可以稱為傳導干擾，這種干擾顧名思義就是：雜波干擾以電源線路為傳導路徑，進入或者是輸出，傳導干擾又能細分為對稱及非對稱干擾。對稱干擾主要含義是：其比較參考物是大地或參考地，然后通過電源兩根線傳導干擾信號，這種干擾信號的大小及方向是相同的。兩種不同信號隨機結合的產物是不對稱干擾，而且兩者組成的干擾組合比例也不能用，其具有不同的對稱性質，因此就能得到：抑制一種干擾信號時，那么另一種干擾信號的抑制將減弱，

非對稱干擾起作用時，它會有反向線圈磁通，更具體來說就是電感量為零—XL=0，流過電流不會因此受到壓降作用，非對稱干擾也不能被較好地抑制。從中能夠分析出：輸入端1及輸出端4分別接入了線圈各端，相應的對稱干擾電流還會促使相反自感電動勢極性形成，并于此出現磁通反向，接著會互相抵消，總電感量為零，因此不能有效抑制對稱干擾。非對稱干擾的干擾信號具有相反的極性，這從側面說明干擾信號自身增加了一倍自感量，能夠產生較顯著的抑制作用。電路實際工作、操作時，兩種以上電路常常同時接入到電路中，這種電路常常在電源性附近輸入端進行布置，這種方法對上述兩種干擾信號具有較好的抑制作用。

2 尖峰電壓、電流對開關電源產生干擾及相應抑制措施

電路中通過并入適當容性元件，來消除尖峰電壓，處于電容兩端電壓不會突然變化，但是開關電路在換向時會產生瞬間的大電流，電路開啟時也很容易出現尖峰電流，對開關管的可靠正常工作是非常不利的，電壓保護現象也會隨之出現。例如，有一個類似于并聯型開關電源的電路曾經送修過，如圖1所示。

開關管Q01更換之后，電源啟動時就會受保護，并且換成了100W燈泡的電源假負載，測量機器開機時+B電壓瞬間是180V，隨后出現過壓保護。進行進一步測量后，可以分析出：受保護電路Q05的G極電壓比開啟電壓大，此時A、K間電壓是零，開關電路因此會停振，保險絲不被燒，各個電器的元件檢查也很正常。故障出現原因的驗證時，可以使用示波器將其分別連接在開關管Q01C極及控制極上，將開關管b極波形測出來之后，比較其與對應點正常波形，能夠分析得出：干擾波形非常明顯。電路中一些元件需要關機重新檢測。檢測發現所有元件也都正常，接著再認真進行觀察與思考，能夠看到原本套在開關管發射極上的小磁環消失了，這可能是修理者原來更換開關時，不小心將其取掉了，但是這與電路圖上顯示的不一致，電路圖上顯示有磁環。小磁環在開關管e極上，磁環與小電感線圈在開關管導通作用下會降低電流當尖峰電流速率及幅度發生變化時，這保證了迅速穩定電壓的良好輸出。由此能夠得出開關管e極上套小磁環是故障出現的原因，隨后開機便發現電壓輸出一切正常，不再有保護現象、實際操作時應注意：并聯型開關電源存在電路或者是容性負載時，電路圖紙上顯示套小磁環位置不能隨便去掉，也不能無限制使用減少尖峰電流、電壓的干擾措施。

3 結語

開關電源在得到廣泛應用的同時，其開關頻率及速度也不斷提高，這使得電壓及電流出現了快速變化，它們會經過電源線路及零散的電磁場耦合產生較大的電磁干擾，電子設備因此不能正常工作，甚至給生產工作造成較大損失，因此應采取必要措施進行解決，本文使用在分析電路、元器件布置基礎上，探索出了并聯電容、串聯電感等方法措施。

參考文獻

[1]劉光赟，王鐵男.論尖峰電壓、電流對開關電源的干擾和抑制措施[J].中國醫療設備，2013，03：129-130.

[2]李民.車載開關電源電磁干擾分析[D].西安電子科技大學，2012.

作者單位

湖北省十堰市廣播電視臺 湖北省十堰市 442000