開關電源因具有體積小、重量輕、效率高
、工作可靠
、可遠程監控等優點，而廣泛應用於工業

、通訊
、軍事、民用、航空等各個領域。在很多場合，開關電源，特別是通信開關電源要有很強的抗電磁幹擾能力，如對浪湧
、電網電壓波動的適應能力，對靜電
、電場、磁場及電磁波等的抗幹擾能力，保證自身能夠正常工作以及對設備供電的穩定性。

一方麵，因開關電源內部的功率開關管
、zhengliuhuoxuliuerjiguanjizhugonglvbianyaqi，shizaigaopinkaiguandefangshixiagongzuo

，qidianyadianliuboxingduoweifangbo。zaigaoyadadianliudefangboqiehuanguochengzhong，jiangchanshengyanzhongdexiebodianyajidianliu。zhexiexiebodianyajidianliu，yifangmiantongguodianyuanshuruxianhuokaiguandianyuandeshuchuxianchuanchu
，duiyudianyuanzaitongyidianwangshanggongdiandeqitashebeijidianwangchanshengganrao，shishebeibunengzhengchanggongzuo;另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)
，嚴(yan)重(zhong)的(de)諧(xie)波(bo)電(dian)壓(ya)電(dian)流(liu)在(zai)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)，從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)內(nei)部(bu)工(gong)作(zuo)的(de)不(bu)穩(wen)定(ding)
，使(shi)電(dian)源(yuan)的(de)性(xing)能(neng)降(jiang)低(di)。還(hai)有(you)部(bu)分(fen)電(dian)磁(ci)場(chang)通(tong)過(guo)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)機(ji)殼(ke)的(de)縫(feng)隙(xi)，向(xiang)周(zhou)圍(wei)空(kong)間(jian)輻(fu)射(she)

，與(yu)通(tong)過(guo)電(dian)源(yuan)線(xian)、zhiliushuchuxianchanshengdefushediancichang，yiqitongguokongjianchuanbodefangshi
，duiqitagaopinshebeijiduidiancichangbijiaomingandeshebeizaochengganrao，yinqiqitashebeigongzuoyichang。

因此
，對開關電源要限製由負載線、電源線產生的傳導幹擾
，及由輻射傳播的電磁場幹擾，使處於同一電磁環境中的設備均能夠正常工作，互不幹擾。

開關電源的電磁兼容性問題的由來

電磁兼容產生的3個要素為：幹擾源
、chuanbotujingjishouganraoti。kaiguandianyuanyingongzuozaikaiguanzhuangtaixia

，qiyinqidediancijianrongxingwentishixiangdangfuzade。womencongkaiguandianyuandezuchengyuanlilaifenxiqichanshengdianciganraodeyuanyou。

開關電源的種類很多，按電路結構可分為串聯式和直流變換式兩種;按激勵方式可分為自激和他激兩種;按開關管的組合可分為單管
、全橋、半橋、推(tui)挽(wan)
，等(deng)等(deng)。然(ran)而(er)，無(wu)論(lun)何(he)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)，均(jun)是(shi)利(li)用(yong)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)作(zuo)為(wei)開(kai)關(guan)，以(yi)開(kai)和(he)關(guan)的(de)時(shi)間(jian)比(bi)例(li)來(lai)控(kong)製(zhi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)高(gao)低(di)。由(you)於(yu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)都(dou)在(zai)幾(ji)十(shi)至(zhi)幾(ji)百(bai)kHz
，所suo以yi線xian路lu中zhong的de電dian流liu和he電dian壓ya變bian化hua率lv都dou很hen大da，產chan生sheng了le很hen大da的de電dian磁ci幹gan擾rao，它ta們men會hui通tong過guo電dian源yuan線xian以yi共gong模mo和he差cha模mo的de方fang式shi向xiang外wai傳chuan輸shu幹gan擾rao
，同tong時shi也ye會hui向xiang周zhou圍wei空kong間jian輻fu射she幹gan擾rao。圖tu1是普通開關電源線路圖
，用於說明電源中電磁幹擾的產生與耦合途徑。

圖1 開關電源電路簡圖

1．輸入整流回路

在輸入整流回路中，整流管VD1~VD4隻有在脈動電壓超過輸入濾波電容C1上的電壓的時候才能導通，電流才從市電電源輸入，並對C1進行充電。一旦C1shangdedianyagaoyushidiandianyuandeshunshidianya，zhengliuguanjiezhi。suoyi，shuruzhengliuhuiludedianliushimaichongxingzhide，youzhefengfudegaocixiebodianliu。shurudianliuyushidiandianyuandianyadebutongbu，haidaozhilekaiguandianyuandegonglvyinshudixia。

2．開關回路

開關電源在工作時，開關管VT處於高頻通斷狀態，經由高頻變壓器T的初級線圈、開關管VT和輸入濾波電容C1形成了一個高頻電流環路。這個環路的存在

，就有可能對空間形成電磁輻射。

輸入濾波電容C1對電磁幹擾的形成也有一定的影響，如果C1的電容量不足夠大，則輸入濾波效果不好
，這時高頻電流還會以差模方式傳導到交流電源中去。

此(ci)外(wai)

，在(zai)開(kai)關(guan)回(hui)路(lu)中(zhong)，開(kai)關(guan)管(guan)驅(qu)動(dong)的(de)負(fu)載(zai)是(shi)高(gao)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)
，是(shi)電(dian)感(gan)性(xing)的(de)，由(you)於(yu)高(gao)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)結(jie)構(gou)不(bu)是(shi)完(wan)全(quan)理(li)想(xiang)的(de)
，除(chu)了(le)初(chu)級(ji)電(dian)感(gan)外(wai)
，還(hai)存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)漏(lou)電(dian)感(gan)。所(suo)以(yi)，在(zai)開(kai)關(guan)管(guan)關(guan)斷(duan)的(de)瞬(shun)間(jian)，變(bian)壓(ya)器(qi)中(zhong)存(cun)儲(chu)的(de)能(neng)量(liang)不(bu)能(neng)完(wan)全(quan)地(di)傳(chuan)送(song)到(dao)次(ci)級(ji)，結(jie)果(guo)在(zai)高(gao)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)漏(lou)電(dian)感(gan)上(shang)感(gan)應(ying)出(chu)一(yi)個(ge)尖(jian)峰(feng)高(gao)電(dian)壓(ya)，如(ru)果(guo)尖(jian)峰(feng)有(you)足(zu)夠(gou)高(gao)的(de)幅(fu)度(du)，很(hen)有(you)可(ke)能(neng)會(hui)造(zao)成(cheng)開(kai)關(guan)管(guan)VT的擊穿。

3．次級整流回路

開關電源在工作時，次級整流回路的VD5也處於高頻通斷狀態。由高頻變壓器次級線圈、整流二極管VD5和濾波電容C2構成了高頻開關電流環路。由於有這個環路的存在，同樣也有可能對空間形成電磁輻射。

次級整流回路中的二極管在正向導通時

，PN結被充電;在(zai)加(jia)反(fan)向(xiang)電(dian)壓(ya)時(shi)
，積(ji)累(lei)的(de)電(dian)荷(he)將(jiang)被(bei)拋(pao)散(san)
，並(bing)因(yin)此(ci)產(chan)生(sheng)反(fan)向(xiang)電(dian)流(liu)，這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)非(fei)常(chang)短(duan)暫(zan)。所(suo)以(yi)
，在(zai)有(you)分(fen)布(bu)電(dian)感(gan)和(he)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)存(cun)在(zai)的(de)回(hui)路(lu)裏(li)，實(shi)際(ji)上(shang)也(ye)形(xing)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)高(gao)頻(pin)的(de)諧(xie)振(zhen)電(dian)路(lu)，當(dang)二(er)極(ji)管(guan)截(jie)止(zhi)瞬(shun)間(jian)的(de)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)非(fei)常(chang)劇(ju)熱(re)時(shi)，在(zai)整(zheng)個(ge)次(ci)級(ji)整(zheng)流(liu)回(hui)路(lu)中(zhong)會(hui)產(chan)生(sheng)高(gao)頻(pin)衰(shuai)減(jian)振(zhen)蕩(dang)。

4．控製回路

在控製回路中的脈衝控製信號是主要的幹擾源，隻不過與其它各項幹擾源比較起來，控製回路的幹擾比較小。

5．由分布電容引起的幹擾

(1) 由初級回路開關管外殼與散熱器的容性耦合引起的共模傳導幹擾 在zai初chu級ji回hui路lu中zhong

，開kai關guan管guan外wai殼ke與yu散san熱re器qi之zhi間jian的de容rong性xing耦ou合he，會hui在zai電dian源yuan輸shu入ru端duan產chan生sheng傳chuan導dao共gong模mo幹gan擾rao。該gai共gong模mo傳chuan導dao的de途tu徑jing形xing成cheng一yi個ge環huan路lu。該gai環huan路lu始shi於yu高gaodu/dt的散熱器和安全接地線，通過交流電源的高頻導納和輸入電源線返回。

(2) 由高頻變壓器初次級之間分布電容引起的共模傳導幹擾共模幹擾是一種相對大地的幹擾，所以它不會通過變壓器“電生磁和磁生電”的機理來傳遞，而必須通過變壓器繞組間的耦合電容傳遞。在開關電源的高頻變壓器初次級之間存在著分布電容是個不爭的事實。

6．產生幹擾的其它原因

開kai關guan電dian源yuan為wei了le提ti高gao功gong率lv因yin數shu，均jun采cai用yong了le有you源yuan功gong率lv因yin數shu校xiao正zheng電dian路lu。同tong時shi
，為wei了le提ti高gao電dian路lu的de效xiao率lv及ji可ke靠kao性xing
，減jian小xiao功gong率lv器qi件jian的de電dian應ying力li，大da量liang采cai用yong了le軟ruan開kai關guan技ji術shu。其qi中zhong零ling電dian壓ya

、零電流或零電壓零電流開關技術應用最為廣泛。該技術極大地降低了開關器件所產生的電磁幹擾。但是，軟開關無損吸收電路，多利用L、C進行能量轉移
，利用二極管的單向導電性能實現能量的單向轉換。因而，該諧振電路中的二極管成為電磁幹擾的一大幹擾源。

開關電源中，一般利用儲能電感及電容器組成L、Clvbodianlu，shixianduichamojigongmoganraoxinhaodelvbo
，yijijiaoliufangboxinhaozhuanhuanweipinghuadezhiliuxinhao。youyudianganxianquandefenbudianrong，daozhidianganxianquandezixiezhenpinlvjiangdi，congershidaliangdegaopinganraoxinhaochuanguodianganxianquan，yanjiaoliudianyuanxianhuozhiliushuchuxianxiangwaichuanbo。suizheganraoxinhaopinlvdeshangsheng，youyuyinxiandiangandezuoyong
，daozhidianrongliangjilvboxiaoguobuduanxiajiang
，zhizhidadaoxiezhenpinlvyishangshi，wanquanshiqudianrongqidezuoyongerbianweiganxing。buzhengquedishiyonglvbodianrongjiyinxianguochang，yeshichanshengdianciganraodeyigeyuanyin。

開關電源PCB布線不合理、結構設計不合理
、電源線輸入濾波不合理、輸入輸出電源線布線不合理
、檢測電路的設計不合理，均會導致係統工作的不穩定或降低對靜電放電、電快速瞬變脈衝群
、雷擊
、浪湧及傳導幹擾
、輻射幹擾及輻射電磁場等的抗擾性能力。

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國內外電磁兼容性標準

電磁兼容性是指設備或係統在其電磁環境中能正常工作且不對該環境中的任何設備構成不能承受的電磁幹擾的能力。

要(yao)徹(che)底(di)消(xiao)除(chu)設(she)備(bei)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)及(ji)對(dui)外(wai)部(bu)一(yi)切(qie)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de)。隻(zhi)能(neng)通(tong)過(guo)係(xi)統(tong)地(di)製(zhi)定(ding)設(she)備(bei)與(yu)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)允(yun)許(xu)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)大(da)小(xiao)及(ji)抵(di)抗(kang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)能(neng)力(li)的(de)標(biao)準(zhun)，才(cai)能(neng)使(shi)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)及(ji)係(xi)統(tong)間(jian)達(da)到(dao)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)的(de)要(yao)求(qiu)。國(guo)內(nei)外(wai)大(da)量(liang)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)標(biao)準(zhun)，為(wei)係(xi)統(tong)內(nei)的(de)設(she)備(bei)相(xiang)互(hu)達(da)到(dao)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)製(zhi)訂(ding)了(le)約(yue)束(shu)條(tiao)件(jian)。

國際無線電幹擾特別委員會(CISPR)是國際電工委員會(IEC)下屬的一個電磁兼容標準化組織，設六個分會。早在1934年就開展EMC標準的研究。其中第六分會(SCC)主要負責製定關於幹擾測量接收機及測量方法的標準。CISPR16《無線電幹擾和抗幹擾度測量設備規範》對電磁兼容性測量接收機
、輔助設備的性能以及校準方法給出了詳細的要求。CISPR17《無線電幹擾濾波器及抑製元件的抑製特性測量》製訂了濾波器的測量方法。CISPR22《信息技術設備無線電幹擾限值和測量方法》規定了信息技術設備在0.15MHz~1000MHz頻率範圍內產生的電磁幹擾限值。CISPR24《信息技術設備抗擾度限值和測量方法》規定了信息技術設備對外部幹擾信號的時域及頻域的抗幹擾性能要求。其中CISPR16、CISPR22及CISPR24構gou成cheng了le信xin息xi技ji術shu設she備bei包bao括kuo通tong信xin開kai關guan電dian源yuan設she備bei的de電dian磁ci兼jian容rong性xing測ce試shi內nei容rong及ji測ce試shi方fang法fa要yao求qiu，是shi目mu前qian通tong信xin開kai關guan電dian源yuan電dian磁ci兼jian容rong性xing設she計ji的de最zui基ji本ben要yao求qiu。

IEC最近也出版了大量的基礎性電磁兼容性標準，其中最有代表性的是IEC61000係列標準。它規定電子電氣設備的雷擊
、浪湧(SURGE)、靜電放電(ESD)、電快速瞬變脈衝群(EFT)、電流諧波、電壓跌落
、電壓瞬變及短時中斷、電壓起伏和閃爍、輻射電磁場、由射頻電磁場引起的傳導幹擾抗擾度、傳導幹擾及輻射幹擾等的電磁兼容性要求。

另外，美國聯邦委員會製定的FCC15、德國電氣工程師協會製訂的VDE0871、2A1
、VDE0871
、2A2、VDE0878

，都對通信設備的電磁兼容性提出了要求。

我國對電磁兼容性標準的研究比較晚，采取的最主要的辦法是引進、消化、吸收
，洋為中用是國內電磁兼容性標準製訂的最主要方法。1998年
，信息產業部根據CISPR22
、IEC61000係列標準及ITU-T0.41標準，製定了YD/T983-1998《通信電源設備電磁兼容性限值及測量方法》，詳盡規定了通信電源設備包括通信開關電源的電磁兼容性的具體測試項目、要求及測試方法，為通信電源電磁兼容性的檢驗、達標並通過入網檢測明確了設計目標。

國標也等同采用了相應的國際標準。如GB/T17626.1~12係列標準等同采用了IEC61000係列標準;GB9254-1998《信息技術設備的無線電幹擾限值及測量方法》等同采用CISPR22;GB/T17618-1998《信息技術設備抗擾度限值和測量方法》等同采用CISPR24。

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電磁兼容性研究及解決方法

電磁兼容性的研究。一般運用CISPR16及IEC61000中規定的電磁場檢測儀器及各種幹擾信號模擬器、附助設備，在標準測試場地或實驗室內部

，通過詳盡的測試分析、結合對電路性能的理解來進行分析研究。

從電磁兼容性的三要素講，要解決開關電源的電磁兼容性，可從3個方麵入手：

(1)減小幹擾源產生的幹擾信號;
(2)切斷幹擾信號的傳播途徑;
(3)增強受幹擾體的抗幹擾能力。

在解決開關電源內部的電磁兼容性時，可以綜合運用上述3個方法，以成本效益比及實施的難易性為前提。

對開關電源產生的對外幹擾
，如電源線諧波電流、電源線傳導幹擾、電磁場輻射幹擾等，隻能用減小幹擾源的方法來解決。一方麵，可以增強輸入輸出濾波電路的設計，改善有源功率因數校正(APFC)dianludexingneng，jianshaokaiguanguanjizhengliuxuliuerjiguandedianyadianliubianhualv，caiyonggezhongruankaiguandianlutuopujikongzhifangshideng。lingyifangmian，jiaqiangjikedepingbixiaoguo，gaishanjikedefengxixielou，bingjinxinglianghaodejiedichuli。

對外部的抗幹擾能力，如浪湧
、雷擊，應優化交流輸入及直流輸出端口的防雷能力。通常
，對1.2/50µs開路電壓及8/20µs短duan路lu電dian流liu的de組zu合he雷lei擊ji波bo形xing
，因yin能neng量liang較jiao小xiao，可ke采cai用yong氧yang化hua鋅xin壓ya敏min電dian阻zu與yu氣qi體ti放fang電dian管guan等deng的de組zu合he方fang法fa來lai解jie決jue。對dui於yu靜jing電dian放fang電dian
，通tong常chang在zai通tong信xin端duan口kou及ji控kong製zhi端duan口kou的de小xiao信xin號hao電dian路lu中zhong
，采cai用yongTVS管及相應的接地保護、加jia大da小xiao信xin號hao電dian路lu與yu機ji殼ke等deng的de電dian距ju離li，或huo選xuan用yong具ju有you抗kang靜jing電dian幹gan擾rao的de器qi件jian來lai解jie決jue。快kuai速su瞬shun變bian信xin號hao含han有you很hen寬kuan的de頻pin譜pu，很hen容rong易yi以yi共gong模mo的de方fang式shi傳chuan入ru控kong製zhi電dian路lu內nei，采cai用yong防fang靜jing電dian相xiang同tong的de方fang法fa並bing減jian小xiao共gong模mo電dian感gan的de分fen布bu電dian容rong、加強輸入電路的共模信號濾波(如加共模電容或插入損耗型的鐵氧體磁環等)來提高係統的抗擾性能。

減小開關電源的內部幹擾，實現其自身的電磁兼容性
，提高開關電源的穩定性及可靠性
，應從以下幾個方麵入手：注意數字電路與模擬電路PCB布線的正確區分、數字電路與模擬電路電源的正確去耦;注意數字電路與模擬電路單點接地、大電流電路與小電流特別是電流電壓取樣電路的單點接地以減小共阻幹擾、減小地環的影響;布線時注意相鄰線間的間距及信號性質，避免產生串擾;減小地線阻抗;減小高壓大電流線路特別是變壓器原邊與開關管、電源濾波電容電路所包圍的麵積;減小輸出整流電路及續流二極管電路與直流濾波電路所包圍的麵積;減小變壓器的漏電感
、濾波電感的分布電容;采用諧振頻率高的濾波電容器等。