开关电源EMC设计 _知识百科

开关电源是利用半导体器件的开和关进行工作的，通过改变开和关的时间比来控制输出电压大小。
它通常在20kHz以上的开关频率下工作，当开关断开时，其两端就会产生浪涌电压L（di/dt），当开关导通时其上将流过浪涌电流C（di/dt），形成较强的电磁干扰源。随着开关电源向模块化发展，开关频率将提高MHz数量级，电磁干扰更加严重。因此，必须采取相应的措施，提高开关电源电磁兼容性（EMC）。
1开关电源噪声干扰产生原因及传播途径开关电源噪声干扰为高频振荡噪声和浪涌噪声，其传导模式表现为常模噪声和共模噪声，同时还向周围空间辐射噪声。结合开关电源电路组成框图，分析产生噪声干扰的主要原因及噪声干扰传播途径。
1.1开关回路噪声干扰开关回路是产生高频噪声干扰的主要来源。开关管T工作于高频率通断状态，由于脉冲变压器B、初级线圈L1及储存在开关管寄生电容的电荷作用，开关管两端将产生浪涌电压，流过浪涌电流，并且TL1C5构成高频电流环路，将产生电磁辐射噪声干扰，同时高频电流通过一次整流回路，以常模噪声混入交流电源中。为降低管温，提高效率，开关管需借助体积较大的散热器。开关管和散热器之间加绝缘导热材料，开关回路产生的噪声干扰通过分布电容C0耦合到散热器而发射出去。脉冲变压器初、次级分布电容Ci的存在，使高频噪声干扰很容易在初、次级间传递。一方面，高压侧高频噪声直接耦合到整流侧，使直流输出端产生共模噪声。另一方面，次级高频整流二极管产生的噪声干扰耦合到输入高压侧，使交流电网受到噪声干扰，如所示。
1.2二次整流回路噪声干扰高频整流二极管D5工作于高频通断状态，高次谐波电流通过脉冲变压器初级绕组L2、整流二极管D5、滤波电容C6构成高频电流环路。一方面将产生电磁辐射噪声干扰，另一方面高频谐波电流以共模噪声干扰直流输出。由于开关管工作于高频通断状态，整流二极管D5、续流二极管D6也处于高频1作者-简介介：杨智敏陕丨西人\工程师！从事电路设计应用研究gHouse.Allrightsreserved ， http://www.cnki.net通断状态。由于二极管存在反向恢复时间，将易造成大电流瞬态短路，形成噪声干扰源。在大电流整流的正激式开关电源中，续流二极管是其中影响较大的一个。当储能电感L通过续流二极管释放能量后，二极管D6在脉冲变压器正向电压到来之前应完全截止，保证正常输出路径。当续流二极管流过大电流后，加上反向电压，由于电荷存储效应， D6不可能瞬时截止，需经过一段恢复时间才进入截止状态，在远端恢复时间内形成脉冲变压器次级短路， D5、D6流过较大的短路电流/ ，同时初级和开关管两端产生电流尖峰。如所示。络，可减缓开关管集、射极之间电压上升速率。如所示。
（3）串接可饱和线圈。续流二极管D6串接可饱和磁芯线圈，当D6流过反向电流时，磁芯线圈产生反电势阻止反向电流上升，防止脉冲变压器次级短路。
RCD网络22衰减传播因子破坏及减弱干扰噪声传播路径、传播媒介，可有效地衰减传播因子。
减弱由分布电容耦合引起噪声干扰。采用隔离。开关管与散热器间、脉冲变压器初、次级间分别插入静电隔离层，使原来分布电容容量减少近一半。对于隔离层必须接入直流输入端的公共地端。
这时开关管噪声基本上经C01（Ci1）回路，不再经1.3―次整流回路，控制回路噪声干扰一次整流回路中，整流脉冲电压超过电容C1两端充电电压的瞬间，电流才从电源输入侧流入，使整流回路输入端产生电压波形畸变，形成干扰噪声。