開關電源電磁干擾及其抑制技術的分析

羅四平

合肥同智機電控制技術有限公司 安徽 合肥 230088

引言

微電子技術發展迅速，在各行各業中開關電源技術已經被普遍使用。隨著開關電源技術的廣泛應用，更多的電氣設備得以快速的應用到生產生活中來，一些技術性能相對較高的電器設備在使用時，需要相當穩定的電力供應，所以我們要努力解決開關電源的電磁干擾問題，使開關電源自身性能得到穩定的提升，保證供電電路的穩定性，使電氣設備能夠正常的運轉。

1 開關電源工作機理

開關電源的主要作用是保證用電設備的正常運轉，開關電源主要由以下的部分組成：一、主電路。二、控制電路。三、檢測電路。四、輔助電路。其中主電路還包括過濾電網雜波的輸入濾波器，其能阻止機器本身產生的干擾影響到主電網。整流濾波，轉化交流直流電，以此滿足電氣設備的需求，保證電氣設備的正常運行。控制電路是根據電氣設備的需求來改變整個電路電流的頻率或脈寬和的大小，來滿足電氣設備的要求，并保護整個電氣部分的正常運行。檢測電路是為我們提供電氣運行參數和儀表顯示的電路。輔助電源則是根據所有單一電路的需要來提供其所需的電源。

2 開關電源產生電磁干擾的原因

2.1 開關管產生的電磁干擾

作為開關電源的重要部件開關管，也是非常容易產生電磁波的部件。開關管的主要作用是幫助通過開關電源的電流進行轉變，以此來提升開關電源的電力頻率，輸出穩定的電壓。保證開關電源的正常工作。我們所接觸的開關電源中，比較傳統的老舊式電源開關雖然在啟動時用時短，由于在其工作時會產生比較強的電磁干擾，會影響開關電源的正常運轉，已經被人們淘汰。新型的電源開關則有效的解決了這一問題。

2.2 高頻變壓器產生的電磁干擾

高頻變壓器是指通過電磁感應將低壓電轉化為高壓電的變壓器。其是電子設備常用的零件。在變壓器工作時，會產生大量的電磁波。高壓變壓器在接通電源時線圈會產生很大的電流，形成較強的磁場。這樣開關管就會在瞬間短路，阻斷了兩級線圈之間的電流轉化，在電流傳導到線圈末端時，就會對整個變壓器產生干擾。

2.3 整流電路產生的電磁干擾

在整流電路中，輸出整流二極管斷開時有一個反向電流，這個二極管在變壓器漏感和其他電流的作用下就會產生較強的高壓干擾。當整流二極管在正向導通時，其會有較大的電流通過，這就使二極管的電壓升高。在二極管受到反向電壓沖擊時，則會導致其出現導通與截止，在其進行反復的轉變的同時整個電路中的電流將會發生較大反轉，并會產生電磁干擾，嚴重影響開關電源的穩定。

3 開關電源中電磁干擾抑制技術分析

3.1 濾波技術

濾波技術是將電磁干擾產生的不利信號進行阻礙，使電路中各個部件之間互干擾減小，對各個線路之間互相干擾的情況進行處理。我們想要有效的阻斷電磁干擾唯一的措施就是加添濾波器。濾波器的選擇是根據干擾源的特性，頻率范圍，電源等要求適當的進行選擇。一般要滿足負載要求的衰減特性、負載電路的工作頻率和工作電流，而且濾波器還要有一定的抗電壓能力和足夠的機械強度。濾波器的安裝也是十分重要的，如果安裝不當則會使濾波器的性能衰減，達不到預期效果。濾波器一般安裝在干擾源的出口處，這樣才能有效的對電路中產生的干擾信號進行處理。濾波器分為有源濾波和無源濾波。有源濾波器是一種用動態抑制干擾信號的電子裝置。它可以對大小和頻率都有變化的信號進行無功補償，動態濾除各種干擾信號，把電路內的干擾完全吸收，且沒有能量損耗。

3.2 屏蔽技術

屏蔽技術的主要目的是屏蔽并切斷電磁波對其他部件的干擾，使電源開關的穩定性得到有效的保證。使用此技術可以有效的屏蔽電路中電磁波對開關電源的干擾，使其正常運行，保證整個電路的穩定性。屏蔽技術主要分為兩種：第一，電磁屏蔽技術。用電磁屏蔽技術來解決電磁干擾的問題不會影響電路的正常運轉，穩定性高。第二，靜電屏蔽技術。靜電屏蔽技術通過使用一個空腔導體把電磁波遮擋住，使開關電源的內部不受電磁波的影響，保證開關電源的正常運轉。通過這兩種主要的技術方式，可以直接有效的對電磁波干擾進行屏蔽，阻斷電路中干擾信號的產生，保證整個電路的穩定性，使開關電源處于最優的工作狀態。

3.3 軟開關技術

軟開關技術是通過把電容，電阻等電子原件接入電路中，來消除開關電源中的干擾電流，降低電磁波對整個電路的影響。軟開關技術是通過在電源開關的電路中增加諧振元件，在開關電源的前后分別的引入諧振來消除電壓、電流的重疊情況。第一，準諧振電路技術。此技術是利用諧振技術，使電路中的電流加大，通過諧振頻率來消除開關電流中產生的電磁波。第二，零開關PWM電路技術。使開關電源在關閉和開啟的瞬間都能將電磁波減小到最優狀態，使電路效率進一步提升。第三，零轉換PWM技術，這種技術電路路線簡單，消除電磁干擾的效果十分明顯。軟開關技術的運用，使電路中開關電源的穩定性得到了很大的提升，我們在實際的操作使用中還需要根據具體的電路類型和材料來確定具體方案。

結束語

開關電源的應用越來越廣泛，在其設計運行過程中會產生相對嚴重的電磁干擾，電磁干擾會破壞整個電路運行的穩定性，因此相關技術人員要深入研究電磁干擾抑制技術，并結合實際情況對其產生的原有進行具體分析，通過合理的增加相關的技術設備，來減少電磁干擾對電路的影響，本文從多個方面闡述了開關電源工作中產生電磁波的原因及應對方法，我們要對影響開關電源穩定性的因素進行綜合分析，充分的結合多種技術來制定電路的設計方案，有效的控制和消除電磁干擾給電路帶來的不利影響。