開關電源不需要沉重的電源變壓器，具有體積小、重量輕、效率高的優點，且市場上已有成品開關電源集成控制模塊，使電源設計、調試簡化許多，所以，在大多數的電子設備（如計算機、電視機及各種控制系統）中得到了廣泛的應用。然而，開關電源自身產生的各種噪聲卻形成了一個很強的電磁干擾源。這些干擾隨著開關頻率的提高、輸出功率的增大而明顯地增強，對電子設備的正常運行構成了潛在的威脅。因此，只有提高開關電源的電磁兼容性，才能使開關電源在那些對電源噪聲指標有嚴格要求的場合下被采用。

　　開關電源產生噪聲的原因

　　開關電源的種類很多，按變換器的電路結構可分為串并聯式和直流變換式兩種；按激勵方式可分為自激和它激兩種；按開關管的組合可分為橋式、半橋式、推挽式等。但無論何種類型的開關電源都是利用半導體器件的開和關工作的，并以開和關的時間比來控制輸出電壓的高低。由于它通常在20kHz以上的開關頻率下工作，所以電源線路內的dv/dt、di/dt很大，產生很大的浪涌電壓、浪涌電流和其它各種噪聲。它們通過電源線以共模或差模方式向外傳導，同時還向周圍空間輻射噪聲。圖1給出了一種典型的開關電源電路的簡圖，下面以此為例分析其產生噪聲的主要原因。

　　一次整流回路的噪聲

　　在一次整流回路中，整流二極管D1～D4只有在脈動電壓超過C1的充電電壓的瞬間，電流才從電源輸入側流入。所以，一次整流回路產生高次畸變波，形成噪聲。

　　開關回路的噪聲

　　一是電磁輻射。電源在工作時，開關管Ｔ處于高頻率通斷狀態，在由脈沖變壓器初級線圈L、開關管T和濾波器C構成的高頻電流環路中，可能會產生較大的空間輻射噪聲。如果C的濾波不足，則高頻電流還會以差模方式傳導到交流電源中去。二是感性負載引起的浪涌電壓。在開關回路中開關管T的負載是脈沖變壓器的初級線圈L，是感性負載，所以開關管在通斷時，在脈沖變壓器的初級線圈的兩端會出現較高的浪涌電壓，很可能造成與此同一回路的電子器件（尤其是開關管T）的損壞。

　　二次整流回路的噪聲

　　一是電磁輻射。電源在工作時，整流二極管D也處于高頻通斷狀態，由脈沖變壓器次級線圈L、整流二極管D和濾波電容C構成了高頻開關電流環路，可能向空間輻射噪聲。如果電容C濾波不足，則高頻電流將以差模形式混在輸出直流電壓上，影響負載電路的正常工作。

　　二次整流回路的噪聲

　　二是浪涌電流。硅二極管在正向導通時ＰＮ結內的電荷被積累，二極管加反向電壓時積累的電荷將消失并產生反向電流。由于二次整流回路中D在開關轉換時頻率很高，即由導通轉變為截止的時間很短，在短時間內要讓存儲電荷消失就產生反電流的浪涌。由于直流輸出線路中的分布電容、分布電感的存在，使因浪涌引起的干擾成為高頻衰減振蕩。

　　控制回路的噪聲

　　控制回路中的脈沖控制信號是主要的噪聲源。

　　分布電容引起的噪聲

　　一是Ci的作用。散熱片K與開關管T的集電極間雖然有絕緣墊片，但由于其接觸面較大，絕緣墊較薄，因此兩者之間的分布電容Ci在高頻時不能忽略。因此高頻電流會通過Ci流到散熱片上，再流到機殼地，最終流到與機殼地相連的交流電源的保護地線PE中，以產生共模輻射。二是Cd的作用。脈沖變壓器的初、次級之間存在的分布電容Cd，可能會將原邊高頻電壓直接耦合到副邊上去，在副邊用作直流輸出的兩條電源線上產生同相位的共模噪聲。

　　開關電源的電磁兼容性設計

　　抑制開關電源的噪聲可采取三方面的技術。

　　一、是減小干擾源的干擾能量；

　　二、是破壞干擾路徑；

　　三、是采用屏蔽。

　　減小干擾源能量

　　由于開關電源的干擾源是不可能消除的，所以減小干擾源的能量就顯得非常必要。一般采取的措施有：

　　（1）并接RC電路。在開關管T兩端加RC吸收電路；在二次整流回路中的整流二極管D兩端加RC吸收電路，抑制浪涌電壓。

　　（2）串接可飽和磁芯線圈。在二次整流回路中，與整流二極管D串接帶可飽和磁芯的線圈，可飽和磁芯線圈在通過正常電流時磁芯飽和，電感量很小，不會影響電路正常工作；一旦電流要反向流過時，磁芯線圈將產生很大的反電勢，阻止反向電流的上升，因此將它與二極管D串聯就能有效地抑制二極管D的反向浪涌電流。目前已有超小型非晶型磁環成品，可以直接套在二極管的正極引線上，使用方便。

　　破壞干擾路徑

　　一是針對開關電源中分布電容引起的電場噪聲采取措施。主要抗干擾措施有：

　　（1）減少開關管集電極和散熱片之間的耦合電容Ci。選用低介電常數的材料作絕緣墊，加厚墊片的厚度，并采用靜電屏蔽的方法，。

　　一般開關管的外殼是集電極，在集電極和散熱片之間墊上一層夾心絕緣物，即絕緣物中間夾一層銅箔，作為靜電屏蔽層，接在輸入直流0V地上，散熱片仍接在機殼地上，這樣將大大減少集電極與散熱片之間的耦合電容Ci，也就減少了它們之間的電場耦合。

　　（2）減少脈沖變壓器的分布電容Cd。在一次側和二次側間加靜電屏蔽層，屏蔽層應盡量靠近發射極并接地，這樣將耦合電容Cd也分成Cd1和Cd2的串聯形式。

　　減少了一、二次側的電場的耦合干擾。二是針對開關電源通過電源線向外傳輸噪聲的特點采取措施，即采用濾波技術破壞干擾。采用的濾波技術有：

　　（一）交流側濾波。開關電源的交流電源線輸入端插入共模和差模濾波器，防止開關電源的共模和差模噪聲傳遞到電源線中，影響電網中其它用電設備，同時也抑制來自電網的噪聲。交流側濾波器，其中LD、CD用于抑制差模噪聲，一般LD取100～700μH，CD取1～10μF，對抑制10～150kHz的噪聲比較有效。LC、CC抑制共模噪聲，一般LC取1～3mH，CC取2000～6800pF，對抑制150kHz以上的共模噪聲有效。對于具體的開關電路要對其上述元件的參數進行調試確定。

　　（二）直流側濾波。在開關電源的直流輸出側插入電源濾波器，它由共模扼流圈L1、L2，扼流圈L3和電容C1、C2組成。為了防止磁芯在較大的磁場強度下飽和而使扼流圈失去作用，扼流圈的磁芯必須采用高頻特性好且飽和磁場強度大的恒μ磁芯。

　　屏蔽

　　抑制輻射噪聲的有效方法是屏蔽。用導電良好的材料對電場屏蔽，用導磁率高的材料對磁場屏蔽。為了防止脈沖變壓器的磁場泄露，可利用閉合磁環形成磁屏蔽，對整個開關電源要進行屏蔽。在屏蔽時應考慮散熱和通風問題，屏蔽盒上的通風孔最好為圓形，接縫處最好焊接，以保證電磁的連續性。

　　開關電源的電磁兼容性設計考慮的因素還很多，如印制板的制作、元器件的布局以及各種電源線、信號線的捆扎、配置等，有許多工作要做。全面抑制開關電源的各種噪聲會大大提高開關電源的電磁兼容性，使開關電源得到更廣泛的應用。