1.开关电源干扰影响因素

开关频率

开关电源的工作频率与其产生的干扰强度密切相关。开关电源频率低不仅可以减少干扰的高频分量，其传导干扰和辐射干扰的传播效率也会大大降低。

脉冲变压器

脉冲变压器对电磁兼容的影响主要表现在以下两个方面：

(1)初级线圈与次级线圈的分布电容Cd。通过在初级线圈与次级线圈之间加装静电屏蔽层引出接地，这样可以大大减小分布电容Cd，从而减小初、次级电场的耦合干扰;

(2)脉冲变压器的漏磁。为了减小脉冲变压器的漏磁，既可以选择封闭磁芯，也可以通过在脉冲变压器外包高磁导率的屏蔽材料，用以抑制漏磁，从而减小通过漏磁产生的辐射干扰。

频率开关管

开关电源的主要干扰是来自于功率开关管通/断的du/dt，因此，减小功率开关管通/断的du/dt是减小开关电源干扰的重要途径。而不同的开关管辐射干扰量级相差可达15~20dB。

抑制开关电源产生干扰的方法有缓冲器法、减少耦合路径法、减少寄生元件法等。上述方法主要是减小开关电源本身的干扰，但在实际的EMI测试中，这些措施对产品通过电磁兼容试验的作用是非常有限的。

2.开关电源EMI抑制技术

技术人员常用方案

由于开关电源的干扰源是不可能消除的，所以减小干扰源的能量就显得非常必要。而设计人员通常是采取以下措施来减小干扰源的能量：

(1)开关管两端并接RC电路，抑制浪涌电压;

(2)串联可饱和磁芯线圈L1：可饱和磁芯线圈在通过正常电流时磁芯饱和，电感量很小，不会影响电路正常工作，一旦要有反向电流流过时，磁芯线圈将产生很大的反电动势，阻止反电动势的上升。因此，将可饱和磁芯线圈L1与二极管VD1串联就能有效地抑制主电路中二极管VD的方向浪涌电流，如图1所示;

图1 可饱和磁芯线圈

(3)抑制高次谐波电流最简单的方法，是在整流桥与电容C之间接入电感线圈L，用来阻止对电容C较大的充电电流;

(4)抑制由于开关管高速的导通与关断而提高效率的同时引起的高频辐射。常见的电路形式有：电容钳位电路、二极管抑制电路和能量反馈抑制电路;

(5)减小开关管集电极与散热片之间的耦合电容Ci。选用低介电常数的材料做绝缘垫，增加垫片的厚度，并采用静电屏蔽;

(6)减小脉冲变压器的分布电容Cd。在脉冲变压器一次绕组和二次绕组之间加装静电屏蔽层，而屏蔽层应尽量靠近发射极并接地。

而上述方法，在实际应用中对于电磁兼容干扰的抑制十分有限。

有效抑制开关电源EMI方案

通过大量的电磁兼容试验证明，控制开关电路的本体发射与引出线的传导干扰是解决开关电源传导干扰、辐射干扰等EMI问题的根本方法。具体包括：

(1)在开关电源的输入回路加装交流/直流电源滤波器;

(2)在开关电源的输出回路加装直流电源滤波器;

(3)开关电源电路本体辐射抑制——屏蔽。

3.开关电源的EMC设计与验证

原始状态测试

某设备采用220VAC转12VDC后为后级单元供电，在西安开容电子技术有限责任公司的电磁兼容实验室中进行摸底测试，CE102和RE102的测试结果如图2、图3、图4所示，其结果均不满足GJB151A/152A-97中相关项目要求。

图2 CE102 10kHz~30MHz原始状态测试结果

图3 RE102 2MHz~30MHz原始状态测试结果

图4 RE102 2MHz~30MHz原始状态测试结果

整改措施与验证

该设备的电路特征及结构特征与开关电源电路相似，故采取以下整改措施：

(1)在开关电源的输入端加装KF-1C0FM-1A型高性能单相交流电源滤波器，如图5所示;

图5 KF-1C0FM-1A型滤波器

(2)在开关电源的输出端加装KF-2C0TM-6A型军用直流电源滤波器，如图6所示;

图6 KF-2C0TM-6A型滤波器

(3)抑制开关电源产生的干扰辐射的有效方法是屏蔽，即用导电率良好的材料对电场进行屏蔽，用磁导率良好的材料对磁场进行屏蔽。屏蔽应考虑散热和通风问题，屏蔽外壳上的通风孔最好采用圆形多孔，每个孔的尺寸需尽可能的小(≤φ2mm)，箱体的各搭接面板与面板之间采用螺钉紧固，建议螺钉间距≤50mm，以保证电磁的连续性。

整改后测试结果

CE102和RE102在测试结果如图7、图8和图9所示，其电磁兼容预测试结果均满足GJB151A/152A-97中相关项目要求。

图7 CE102 10kHz~30MHz整改后测试结果

图8 RE102 2MHz~30MHz整改后测试结果

图9 RE102 30MHz~200MHz整改后测试结果

4.总结

通过采取在输入端与输出端加装电源滤波器及屏蔽等措施，能有效的抑制开关电源的EMI发射。

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