开关电源噪声的产生原因及抑制方法

　 　另外，电源滤波器安装时应注意：

　　电源滤波器安装时必须接地。除了厂家特别说明允许不接地的滤波器在使用时可以不接地外，所有电源滤波器都必须接地，因为滤波器的共模旁路电容必须接地才能起作用。一般的接地方法是除将滤波器与金属机壳相接外，还要用较粗的导线将滤波器外壳与设备的接地点相连。接地阻抗越低，滤波效果越好。
尽量靠近电源入口处安装。安装时，滤波器的输入/输出端尽量远离，避免干扰信号从输入端直接耦合到输出端。必要时，使用屏蔽隔板将其隔开。

　　b. 在电源的输出端加装共模噪声滤波器。在输出线上套上铁氧体磁环，做成共轭扼流圈，再加装高频电容，这样可以抑制部分共模噪声。加大输出滤波电感的电感量及滤波电容的电容量，可以抑制差模噪声，多个电容并联效果更好。

　　c. 输出整流二极管采用多个二极管并联来分担负载电流、选择具有反向恢复电流呈软特性的整流二极管、适当降低开关管的开通速率、减小高频变压器的漏感并确保它不饱和等都是抑制噪声的有效手段。

　　d. 在高频变压器的原边、副边、开关管的CE极之间，以及输出整流二极管上加装RC吸收网络。抑制电压尖峰和电流浪涌。在输出整流二极管支路中串接可饱和非晶磁环，以此来抑制二极管的反向浪涌电流，效果较好。如图3所示。

图3　RC吸收网络及磁环的使用举例
　　
　　 e. 排印制板时，尽量减少高频环路的面积，缩短高频信号线。在整机布线时还应注意：

　　不要把开关电源的输入交流电源线和输出直流电源线靠在一起，更不能捆扎在一起，同时尽可能远离噪声源。

　　输出直流电源线最好用双绞线，至少应紧靠在一起走线。

　　电源的输入输出电源线应尽可能远离控制、驱动电路中的信号线。

　　f. 尽量减小开关管集电极与散热片之间的分布电容CI。可以选用低介电常数的绝缘垫，并适当加厚垫片的厚度。必要时，在绝缘垫之间插入薄铜板作为静电屏蔽用。

　　g. 接地

　　电源接地的一个目的是为了安全，另一个目的是考虑电磁兼容问题。一个良好的接地系统对减小电磁干扰能起很大的作用。

　　出于安全考虑的接地，一般称为安全地，是将电源金属外壳与大地相连。考虑电磁兼容问题时，先要了解信号地、地环路干扰的概念。

　　信号地：信号电流流回信号源的低阻抗路径。地环路干扰：当地线上有一个较大的电流流过时，由于地线的阻抗不为零，会产生电压降，这个电压会在两个电路的连接电缆上产生电流。由于电路的不平衡性，每根导线上的电流不同，因此会产生差模电压，对电路造成干扰。这种干扰由于是在地线环路中产生电流引起的，因此称为地环路干扰。

　　解决好接地问题的方法主要有：

　　1）尽量减少导线电感引起的高频阻抗。

　　2）增加地环路的阻抗、使用初次级之间屏蔽的隔离变压器或光电耦合器传输信号，以减小地环路干扰。

　　3）两个单元电路最好不要共用一个电源供电及同一段地线。
放大器屏蔽壳、变压器屏蔽层的良好接地等。

（2）结构上的措施：屏蔽

　　屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一，目的是切断电磁波的传播途径。大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。用电磁屏蔽的方法解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作。

　　屏蔽分为电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽。

　　对开关电源来说，主要是要做好机壳的屏蔽、高频变压器的屏蔽、开关管和整流二极管的屏蔽以及控制、驱动电路的屏蔽等，并要通过各种方法提高屏蔽效能。


参考文献

[1] 沙斐，机电一体化系统的电磁兼容技术，中国电力出版社，1999。

[2] 杨继深，实践电磁兼容技术，1999。

[3] 李培等，28V/300A开关稳压电源电磁兼容性测试报告，航空航天部615所，2000。