袁順剛，劉玉琦，常志國(guó)，曹 亞

（許繼電源有限公司，許昌　461000）

目前開關(guān)電源被應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，但是由于電磁干擾問題日益明顯，我國(guó)必須采取相應(yīng)措施確保開關(guān)電源供電的設(shè)備正常運(yùn)行。而由于一些開關(guān)電源具有高度智能化、高度功率以及MCU處理器等，所以導(dǎo)致開關(guān)電源內(nèi)部的場(chǎng)結(jié)構(gòu)與分布復(fù)雜，使系統(tǒng)容易導(dǎo)致不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，進(jìn)而降低了開關(guān)電源的抗干擾性，使電源開關(guān)的安全性無法保障，對(duì)生產(chǎn)生活領(lǐng)域造成了困擾。因此研究出一套開關(guān)電源電磁干擾抑制技術(shù)已經(jīng)成為開關(guān)電源使用過程中不可忽略的重要問題。

1　開關(guān)電源電磁干擾的產(chǎn)生原因

1.1　二極管反向恢復(fù)時(shí)間

正向二極管在高頻整流回路中導(dǎo)電時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的正向電流，當(dāng)這些正向電流受反偏電壓的阻攔時(shí)，會(huì)導(dǎo)致PN結(jié)中的載流子產(chǎn)生積累，所以當(dāng)載流子積累一段時(shí)間之后，二極管中的正向電流無法正常通過，進(jìn)而出現(xiàn)反向電流，這樣載流子發(fā)生快速的反向恢復(fù)，線路中會(huì)出現(xiàn)巨大的電流變化，電磁干擾由此產(chǎn)生。

1.2　諧波干擾

功率開關(guān)中通過的電流較大，比如推護(hù)型，正激型以及椅式變換器的電流在負(fù)載時(shí)會(huì)變成矩形，所以它們中含有很多高次諧波電流，而諧波電流會(huì)因?yàn)榱汶妷洪_關(guān)的控制而減小。這是開關(guān)工作時(shí)受諧波干擾的主要原因。

1.3　交流輸入回路干擾

一些開關(guān)屬于無工頻變壓開關(guān)，當(dāng)它們的電源受二極管反向?qū)щ娺^程產(chǎn)生的高頻衰減震蕩干擾時(shí)，開關(guān)電源中會(huì)產(chǎn)生諧波干擾信號(hào)和尖峰干擾信號(hào)，這些干擾信號(hào)經(jīng)過開關(guān)電源的輸入或輸出端時(shí)，會(huì)通過端口向外傳播出去，我們稱這種干擾為傳導(dǎo)干擾，所以會(huì)在接口周圍的空間產(chǎn)生一些不穩(wěn)定的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，電磁之間相互作用形成輻射變化，我們稱之為輻射干擾，是交流輸入回路干擾的主要形式。

1.4　其他干擾

在進(jìn)行開關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，元件的相關(guān)參數(shù)和開關(guān)電源的工作原理設(shè)計(jì)不夠準(zhǔn)確也是產(chǎn)生開關(guān)電源干擾的原因之一。在開關(guān)電源有關(guān)的電子電力操作系統(tǒng)中，開關(guān)電源主要受變壓器部分和功率轉(zhuǎn)換部分干擾，其中噪音頻譜主要分布在低頻部分。大多數(shù)情況下，功率變換裝置會(huì)產(chǎn)生干擾源，而控制模塊屬于敏感設(shè)備，是弱電裝置，功率變換裝置與控制模塊都安裝在同一個(gè)PCB裝置上，所以控制模塊容易受到功率變換裝置的干擾而無法正常工作。

2　開關(guān)電源電磁干擾的抑制技術(shù)

根據(jù)開關(guān)電源電磁干擾的特點(diǎn)，總結(jié)出抑制電磁干擾主要從減少電磁干擾源的干擾信號(hào)、提高電磁干擾敏感體的抗干擾性能以及截?cái)嚯姶鸥蓴_信號(hào)的路徑三個(gè)方面入手。

2.1　軟開關(guān)抑制技術(shù)

軟開關(guān)技術(shù)與“硬”開關(guān)技術(shù)是對(duì)立的兩個(gè)概念。軟開關(guān)技術(shù)建立在“硬”開關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)之上。軟開關(guān)一般利用控制技術(shù)或諧振技術(shù)，是電流在電流在截?cái)嗷蛄魍顟B(tài)下的新型技術(shù)。它能有效降低電源開關(guān)的噪聲和損耗，從而減少電源開關(guān)的電磁干擾。軟開關(guān)比“硬”開關(guān)有很多優(yōu)勢(shì)，比如“硬”開關(guān)電源在開啟和關(guān)閉的過程時(shí)電流和電壓出現(xiàn)重疊的狀況，并且電流和電壓變化幅度較大，過于明顯的脈沖會(huì)導(dǎo)致噪音產(chǎn)生。而軟開關(guān)避免了這一現(xiàn)象，軟開關(guān)內(nèi)部加入了電感和電容元件，極大程度的減少了電流和電壓重疊而產(chǎn)生的脈沖，降低開關(guān)中的噪聲。

2.2　開關(guān)調(diào)頻技術(shù)

開關(guān)頻率調(diào)制是指頻率調(diào)制信號(hào)隨瞬時(shí)頻率偏移的變化，我們?cè)诳刂崎_關(guān)電源中的電磁干擾時(shí)應(yīng)了解：低頻段上產(chǎn)生的電磁干擾可以通過調(diào)節(jié)諧波點(diǎn)的控制開關(guān)，分散低頻段上集中的能量，進(jìn)而降低低頻段上的電磁干擾量。通過這樣的辦法，可以減小開關(guān)電源中的電磁干擾。

2.3　有源共模電磁干擾抑制技術(shù)

共模干擾也叫接地干擾和不對(duì)成干擾，是電流載體與大地之間產(chǎn)生的電磁干擾。有源抑制技術(shù)主要通過利用主回路中產(chǎn)生干擾電壓波形相反的電壓波形來抑制噪聲，當(dāng)電源開關(guān)正常工作時(shí)，共模干擾中寬頻段內(nèi)的電壓波形被有效抑制，這種作用于電磁干擾源上的抑制技術(shù)是開關(guān)電源電磁干擾最有效的抑制技術(shù)之一。

2.4　設(shè)計(jì)抑制電磁干擾的緩沖電路

對(duì)于緩沖電路設(shè)計(jì)的開關(guān)電源能消除電力線中存在的電磁干擾，對(duì)于消除與阻抗電涌、瞬變以及電壓的高低變化，緩沖電路可以起到重要作用。當(dāng)電路中的開關(guān)元件受外來電壓變化時(shí)，線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)能夠抑制共模干擾，主要抑制方式是采用靈敏接地的方法解決共模輻射問題。

3　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，開關(guān)電源中的電磁干擾來源主要是諧波干擾、交流輸入回路干擾以及二極管反向恢復(fù)時(shí)間造成的干擾，所以根據(jù)這些干擾源提出抑制干擾的辦法主要有軟開關(guān)抑制技術(shù)、開關(guān)調(diào)頻技術(shù)、有源共模電磁干擾抑制技術(shù)等，多種方式結(jié)合能有效衰減開關(guān)電源中的電磁干擾，從而保證電氣設(shè)備的高效運(yùn)行。

[1]王沈敏，周琪，陳瑛等.開關(guān)電源電磁干擾及其抑制技術(shù)研究標(biāo)準(zhǔn)[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2016（24）：22，39.

[2]閻國(guó)健.開關(guān)電源的電磁干擾及抑制技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（29）.