开关电源EMC设计的实现

不再是单一频率的电流，此电流波可分解为一直流分量和一系列频率不同的交流分量之和。实验表明，谐波(特别是高次谐波)会沿着输电线路产生传导干扰和辐射干扰，一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸变，另一方面通过电源线产生射频干扰。

2、　开关回路的噪声：

变压器型功率转换电路用以实现变压、变频以及完成输出电压调整，是开关稳压电源的核心，主要由开关管Q1、Q2和高频变压器T组成。它产生的尖峰电压是一种有较大幅度的窄脉冲，其频带较宽且谐波比较丰富。产生这种脉冲干扰的主要原因是：

(1)开关功率晶体管感性负载是高频变压器或储能电感，在开关管关断的瞬间，变压器T初级出现很大的浪涌电流，将造成尖峰噪声。这个尖峰噪声实际上是尖脉冲，轻者造成干扰，重者有可能击穿开关管。

(2)由高频变压器产生的干扰：当原来导通的开关管关断时，变压器的漏感所产生的反电势：E=-Ldi/dt ，其值与集电极的电流变化率(di/dt)成正比，与漏感量成正比，叠加在关断电压上，形成关断电压尖峰，形成传导性电磁干扰，既影响变压器的初级，还会传导向配电系统，影响其它用电设备的安全和经济运行。

3、　输出整流回路的噪声：

如图2中二级整流回路，是由输出整流二极管产生的干扰。图2中在输出整流二极管D6、D7截止时，有一个反向电流，它恢复到零点的时间与结电容等因素有关。其中能将反向电流迅速恢复到零点的二级管称为硬恢复特性二极管，这种二极管在变压器漏感和其它分布参数的影响下，将产生较强的高频干扰，其频率可达几十MHz。

4、　非主回路噪声：

非主回路既是主回路以外的电路包括输入输出控制回路等，一般指图1中除输入及DC/DC变换器以外的部分，其中PWM部分的脉冲控制信号是主要的噪声源。输入回路易受电网的影响，而输出回路易受负载的影响，也都容易将噪声耦合到开关电源内部。

5、　各种元器件及回路的寄生分布参数引起的噪声：

如图3中所示，在EMI的频率范围内，常用的无源器件都不能再被认为是理想的，它们的寄生参数严重影响着它们的高频特性。特别是变压器的许多寄生参数，例如：漏感，原付边之间的分布电容等，都必须加以考虑。图4中，一是Co的作用。散热片k与开关管Q的集电极间虽然有绝缘垫片，但由于其接触面较大，绝缘垫较薄，因此两者之间的分布电容Co在高频时不能忽略。因此高频电流会通过Co流到散热片上，再流到机壳地，最终流到与机壳地相连的交流电源的保护地线de中，以产生共模辐射。二是C12的作用。脉冲变压器的初、次级之间存在的分布电容C12，可能会将原边高频电压直接耦合到副边上去，在副边用作直流输出的两条电源线上产生同相位的共模噪声。

图3：变压器高频电路中的寄生电容情况　　 图4：开关电路寄生电容

6、 其他影响开关电源EMC性能的因素：

除以上元器件及回路外，电网状况、负载形式以及电源所在环境的EMI强度也是影响开关电源EMC性能的重要因素。以负载为例，负载加大，开关管Q关断产生的|dv/dt|值加大，而负载变化对开通的|dv/dt|影响不大。由于开通和关断时产生的|dv/dt|不同，从而对外部产生的骚扰脉冲也是不同的。另外PCB的布线及元器件的布局都是相当关键的因素。实践证明，印制板的元器件布置和布线设计对开关电源EMC性能有极大的影响，在高频开关电源中，由于印制板上既有低电平小信号控制线，又有高压电源母线，同时还有一些高频功率开关、磁性元件，如何在印制板有限的空间内合理地安排元器件位置，将直接影响到电路中各元器件自身的抗干扰性和电路工作的可靠性。

7、开关电源的敏感电路：

电磁敏感度(EMS)是指在存在电磁干扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。开关电源中，各个回路和元器件都同时是干扰源和敏感电路，但相比之下，开关电源的输入输出端、控制电路更容易受EMI 的影响而发生更严重的连锁反应，所以这些电路应采取措施进行重点保护，而干扰源则应该进行抑制。

三：开关电源EMC设计的实现、思路及方法：

电磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility)，是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。电磁兼容性包括两方面：EMI(电磁干扰)，EMS(电磁耐受)两方面。其中EMI包括：CE(传导干扰)，