要有效解決開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾問(wèn)題，可從以下三個(gè)關(guān)鍵方面著手：其一，降低干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)強(qiáng)度；其二，阻斷干擾信號(hào)的傳播路徑；其三，提升受干擾體的抗干擾能力。基于此，開(kāi)關(guān)電源電磁干擾控制技術(shù)主要涵蓋電路措施、EMI 濾波、元器件選型、屏蔽以及印制電路板（PCB）抗干擾設(shè)計(jì)等多個(gè)方面。

降低開(kāi)關(guān)電源自身干擾

開(kāi)關(guān)技術(shù)優(yōu)化

在傳統(tǒng)的硬開(kāi)關(guān)電路中，通過(guò)增添電感和電容元件，借助二者的諧振效應(yīng)，能夠降低開(kāi)關(guān)過(guò)程中的電壓變化率（du/dt）和電流變化率（di/dt）。具體而言，可使開(kāi)關(guān)器件在開(kāi)通時(shí)，電壓先于電流下降；或在關(guān)斷時(shí)，電流先于電壓上升，以此消除電壓與電流的重疊現(xiàn)象，進(jìn)而減少干擾的產(chǎn)生。

開(kāi)關(guān)頻率調(diào)制

采用開(kāi)關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)，即對(duì)開(kāi)關(guān)頻率 fc 進(jìn)行調(diào)制，將原本集中在 fc 及其諧波 2fc、3fc…… 處的能量分散至它們周?chē)念l帶范圍內(nèi)。如此一來(lái)，雖然干擾總量并未降低，但能量得以分散到各個(gè)頻點(diǎn)的基帶上，使得每個(gè)頻點(diǎn)的 EMI 幅值均不超過(guò)規(guī)定的限值。為實(shí)現(xiàn)降低噪聲頻譜峰值的目標(biāo)，通?？刹捎秒S機(jī)頻率法和調(diào)制頻率法這兩種處理方式。

共模干擾有源抑制

該技術(shù)旨在從主回路中提取一個(gè)與導(dǎo)致電磁干擾的主要開(kāi)關(guān)電壓波形完全反相的補(bǔ)償 EMI 噪聲電壓，并利用此補(bǔ)償電壓來(lái)平衡原開(kāi)關(guān)電壓，從而達(dá)到抑制共模干擾的目的。

緩沖電路應(yīng)用

緩沖電路由線(xiàn)性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其主要作用是消除供電電力線(xiàn)內(nèi)潛在的各類(lèi)干擾，包括電力線(xiàn)干擾、電快速瞬變、電涌、電壓波動(dòng)以及電力線(xiàn)諧波等。這些干擾對(duì)于普通穩(wěn)壓電源的影響相對(duì)較小，但對(duì)于高頻開(kāi)關(guān)電源而言，其影響則較為顯著。

濾波處理

EMI 濾波器的一個(gè)重要目標(biāo)是在 150KHz - 30MHz 的頻段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的插入損耗，同時(shí)確保對(duì) 50Hz 工頻信號(hào)不產(chǎn)生衰減，使額定電壓和電流能夠順利通過(guò)，并且還需滿(mǎn)足一定的尺寸要求。電源線(xiàn)上的傳導(dǎo)干擾信號(hào)通常可用差模和共模信號(hào)來(lái)表示。一般情況下，差模干擾幅度較小、頻率較低，造成的干擾也相對(duì)較小；而共模干擾幅度較大、頻率較高，還能夠通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生輻射，因此造成的干擾更為嚴(yán)重。所以，為了削弱傳導(dǎo)干擾，將 EMI 信號(hào)控制在相關(guān) EMC 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限電平以下，在開(kāi)關(guān)電源的輸入和輸出電路中加裝電磁干擾濾波器是最為有效的方法。

PCB 設(shè)計(jì)優(yōu)化

PCB 抗干擾設(shè)計(jì)主要涉及 PCB 布局、布線(xiàn)以及接地等方面，其核心目的是降低 PCB 的電磁輻射以及 PCB 上各電路之間的串?dāng)_。開(kāi)關(guān)電源布局的最佳方法與電氣設(shè)計(jì)類(lèi)似，在確定 PCB 的尺寸和形狀后，需先確定特殊元器件（如各類(lèi)發(fā)生器、晶振等）的位置，最后再根據(jù)電路的功能單元對(duì)全部元器件進(jìn)行合理布局。

元器件選型

在元器件選型過(guò)程中，應(yīng)優(yōu)先選擇那些不易產(chǎn)生噪聲、不易傳導(dǎo)和輻射噪聲的元器件。尤其需要注意的是二極管和變壓器等繞組類(lèi)元器件的選用。反向恢復(fù)電流小、恢復(fù)時(shí)間短的快速恢復(fù)二極管是開(kāi)關(guān)電源高頻整流部分的理想選擇。

阻斷干擾信號(hào)傳播路徑——共模、差模電源線(xiàn)濾波器設(shè)計(jì)

電源線(xiàn)干擾可通過(guò)電源線(xiàn)濾波器進(jìn)行濾除。一個(gè)合理且有效的開(kāi)關(guān)電源 EMI 濾波器應(yīng)具備較強(qiáng)的差模和共模干擾抑制能力，從而有效阻斷干擾信號(hào)的傳播路徑。

提升敏感電路抗干擾能力

提升敏感電路抗干擾能力主要采用屏蔽和接地這兩種方式。

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審核編輯 黃宇