频开关电源电路设计中问题的初步探讨.doc

《频开关电源电路设计中问题的初步探讨.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《频开关电源电路设计中问题的初步探讨.doc（19页珍藏版）》请在沃文网上搜索。

1、淮阴师范学院毕业论文(设计）毕 业 论 文学生姓名学 号院 (系)专 业电子信息科学与技术题 目高频开关电源电路设计中EMC问题的初步探讨指导教师 年月18摘 要：高频开关电源因体积小、功率因数较大等优点，在通信、控制、计算机等领域应用广泛。但由于会产生电磁干扰，其进一步的应用受到一定程度上的限制。本文阐述了电磁兼容EMC的基本概念和高频开关电源电路的组成及其特点，介绍了电磁干扰对电子设备的危害，针对高频开关电源的工作特点，分析了电磁干扰产生的机理，提出了应采取的相应抑制措施。通过这些方法的实施，从而提高了开关电源的电磁兼容性。关键词：高频开关电源,电磁兼容，电磁干扰,抑制Abstract:

2、High frequency switching power supply for small and large power factor advantages, such as communications, control, and computer fields are widely used. However, cause electromagnetic interference, the further application of the restrictions are to some extent. In this paper, electromagnetic compati

3、bility - EMC basic concepts and high-frequency switching power supply circuit of the composition and characteristics of electromagnetic interference introduced damage to electronic equipment, high frequency switching power supply for the working characteristics of the electromagnetic interference ge

4、nerated by the mechanismproposed suppression measures should be taken accordingly.The switching power supply electromagnetic compatibility has been enhanced through the implementation of these methods .Keywords: high-frequency switching power supply,EMC, EMI, suppression 目 录1引言42什么是电磁兼容性43电磁干扰的危害54电

5、磁干扰三要素65高频开关电源的组成及其特点65.1高频开关电源的组成 65.2高频开关电源的特点 76高频开关电源电磁干扰的产生87高频开关电源的电磁兼容性设计 97.1输入端滤波器的设计 97.2辐射EMI的抑制措施 117.3传导干扰的解决方法 127.4接地技术的应用 137.5减小脉冲变压器的漏感及分布电容 147.6屏蔽技术 147.7电路技术和印制电路板技术 15结束语16参考文献17致谢181、引言目前，在计算机及外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域中大量使用高频开关电源，但高频开关电源的突出缺点是能产生较强的电磁干扰（Electro Magnetic Interferenc

6、e,EMI），电磁兼容性问题已经形成一门新的学科。由于高频开关电源的一次整流桥是非线性器件，其形成的电流是严重失真的正弦半波，含有丰富的高次谐波，形成了一系列连续、动脉和瞬变干扰。因此，在高频开关电源设计中必须考虑电磁兼容性（Elctro Magnetic Compatibility,EMC）的设计。EMI信号既具有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经传导和辐射后会污染电磁环境，对通信设备和电子产品造成干扰。如果处理不当，开关电源本身就会变成一个干扰源。目前，电子产品的电磁兼容性（EMC）日益受到重视，抑制开关电源的EMI，提高电子产品的质量，使之符合EMC标准，已成为电子产品设计者越来越关注的

7、问题。本文就高频开关电源设计中的电磁兼容性问题进行了探讨。电磁兼容的中心课题是研究控制和消除电磁干扰，使电子设备或系统与其它设备联系在一起工作时，不引起设备或系统的任何部分的工作性能的恶化或降低。一个设计理想的电子设备或系统应该既不辐射任何不希望的能量，又应该不受任何不希望有的能量的影响。2、什么是电磁兼容性 电磁兼容性（EMC）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

8、磁敏感性。研究电磁兼容的目的是为了保证电器组件或装置在电磁环境中能够具有正常工作的能力，以及研究电磁波对社会生产生活和人体健康造成危害的机理和预防措施。电磁兼容是与电磁环境密切相关的一门综合性极强的边缘科学。主要以电气、电子科学理论为基础，研究并解决各类电磁污染问题。其他理论基础包括数学、电磁场微波理论、天线与电波传播、电路理论、信号分析、通讯理论、材料科学、生物医学、电子对抗、通信地质工程等等，可以说电磁兼容技术是一个正在不断发展的新型综合性学科，也是一门工程性极强的应 用技术。 电磁兼容技术有两个特点：a、涉及范围较广，包括自然界中各种电气、电磁干扰，以及各种电器、电子设备的设计、安装和各

9、系统之间的电磁干扰等；b、技术难度大，因为干扰源日益增多，传播的途径也是多种多样的，在军工、电力、通讯、交通和工矿企业普遍存在电磁干扰问题3。电磁干扰对系统和设备是非常有害的，在电力系统供电网络中，用户的大功率电弧炉产生的冲击负荷，倘若在设计没有考虑电磁兼容问题，将有可能给电网造成很大冲击，会增加电网电磁场对电力系统设备和用户电器设备可能带来的潜在危害。3、电磁干扰的危害随着科学技术的发展,人们在生产及生活中使用的电气及电子设备的数量越来越多,这些设备的运转的同时,往往要产生一些有用或无用的电磁能量,这些能量会影响其他设备或系统的工作,这就是电磁干扰。电磁干扰造成的各种损失是通过电子装置有效性

10、能或技术指标下降来体现的。电子装置(设备)在电磁干扰作用下的表现是多种多样的，下面仅就常见的几种作简要介绍。(1) 话音系统无线和有线电话，受到电磁干扰会使信号发生畸变失真，严重时可完全被电磁干扰淹没。电磁干扰使语言清晰度变坏。电磁干扰越强，信噪比越小，语言清晰度越差。(2) 图像显示系统雷达显示器、传真、电视、图示和字母数字读出器等图像显示系统，在电磁干扰作用下会变得模糊并出现差错。轻微干扰也会使图像质量变差、清晰度变低和误差变大。而出现严重干扰时则根本无法判读和观看。例如，一名技术熟练的雷达员，在显示器上进行目标测定时，轻微干扰可使该雷达员能够发现目标的最大距离缩短10，严重电磁干扰将缩短

11、25。如果目标以超音速飞行，轻微干扰可使雷达员发现目标的最大距离缩短20，严重干扰会缩短50，这就意味着雷达作用的距离减半。(3) 数字系统电磁干扰使数字系统误码率增大，降低了信息的可靠性，严重时会发生错误和信息丢失。由于电磁干扰的存在，无线电通信误码率只能维持在105水平(一般数据传输误码率在107水平，电子计算机内总数据传输误码率在1012水平)。例如，一个典型的相干检测二进制系统，载波噪声比和载波干扰比都是15dB时，误码率约为1012。若载波噪声比下降3dB，误码率将会下降到108。(4) 指针式仪表系统传统电子设备和仪器仪表中有许多是指针式的。电磁干扰会使指针指示错误、抖动和乱摆，降

12、低系统使用功能。例如，歼六飞机的无线电罗盘，由于电磁干扰使罗盘接收机输出噪声增加一倍时，不仅罗盘指针指示超差，而且罗盘作用距离也将缩短三分之一，直接危及飞机航行的安全。(5) 控制系统自动控制系统受到电磁干扰时，可能出现失控、误控或误动作，使控制系统的可靠性和有效性降低，并危及安全。控制系统中除灵敏电子设备、装置和电路对电磁干扰敏感外，灵敏电机、电器(如低压电磁开关、继电器、微型电机等)也对电磁干扰十分敏感而成为电磁干扰接受器。 另外，雷电和静电放电的危害，也属电磁危害范畴，其危害的严重性是人们多有体会和认识的。4 电磁干扰的三要素 电磁干扰源产生的电磁干扰，在一定条件下，依据一定的耦合方法，

13、到达敏感设备，从而对敏感设备的工作产生影响。电磁干扰影响电子设备的机理虽然与传染病对人类危害的机理不同，但有一定的可比性。理论和实验的研究表明，不管复杂系统还是简单装置，任何一个电磁干扰的发生必须具备3个基本条件：首先应该具有干扰源；其次有传播干扰能量的途径（或通道）；第三还必须有敏感器件4。在电磁兼容性理论中把被干扰对象统称为敏感设备（或敏感器）。因此干扰源、干扰传播途径（或传播通道）和敏感设备称为电磁干扰的三要素。在实际工作中，为了分析和设计用电设备的电磁兼容性，或为了排除电磁干扰故障，首先必须分清干扰源、干扰途径和敏感设备3个基本要素，干扰源和干扰途径尤其难以寻找和鉴别。在简单系统中，干

14、扰源和干扰途径较容易确定，例如家用电吹风机工作时，使电视机屏幕出现“雪花”干扰。其中吹风机内电动机电刷的火花放电是干扰源；火花放电辐射的电磁波通过空间传播到电视机天线回路被接收，空间辐射耦合是传播途径；电视机是敏感设备，因此干扰也就比较容易排除。然而在现代电子设备的复杂系统中，干扰源和干扰途径并不那么一目了然。有时一个原器件，它既是干扰源，同时又被其他信号干扰；有时一个电路有许多个干扰源同时作用，难分主次；有时干扰途径来自几个渠道，既有传道耦合，又有辐射耦合，令人眼花缭乱。正因为确定电磁干扰三要素的复杂性和艰巨性，才使电磁兼容技术日益受到重视。5、高频开关电源的组成及其特点 5.1高频开关电源

15、的组成如图1所示，它由以下几个部分组成： 1）主电路输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 2）控制电路一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的资料，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。 3）检测电路除了提供保护电路中正在运行中各种

16、参数外，还提供各种显示仪表资料。 4）辅助电源 提供所有单一电路的不同要求电源1。输入滤波整流滤波逆变输出整流滤波辅助电源控制电路保护动作电路检测 市电 直流输出 （交流） 图1 开关电源的组成框图 5.2高频开关电源特点（）重量轻，体积小由于采用高频技术，去掉了工频（50Hz）变压器，与相控整流器相比较，在输出同等功率的情况下，开关整流器的体积只是相控整流器的1/10，重量也接近1/10。（）功率因数高相控整流器的功率因数随可控硅导通角的变化而变化，一般在全导通时，可接近0.7以上，而小负载时，仅为0.3左右。经过校正的开关电源功率因数一般在0.93以上，并且基本不受负载变化的影响。（）可闻

17、噪声低在相控整流设备中，工频变压器及滤波电感工作时产生的可闻噪声大，一般大于 60dB，而开关电源在无风扇的情况下可闻噪声仅为 45dB左右。（）效率高开关电源采用的功率器件一般功耗较小，带功率因数补偿的开关电源其整机效率可达88%以上，较好的可以做到91%以上。（）冲击电流小开机冲击电流可限制在额定输入电流的水平。（）模块式结构由于体积小、重量轻，可设计为模块式结构。6、高频开关电源电磁干扰的产生 61 一次整流器 一次整流器的整流过程是产生EMI最常见的原因。这是因为工频交流正弦波电源通过整流后变成单向脉动电源已不再是单一频率的电流，此电流可分解为一直流分量和一系列频率不同的谐波分量之和谐

18、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。 6.2 开关管与二次整流管 开关管、二次整流管高频通断时所产生的电压、电流变化率dvdt、didt是具有较大辐度的脉冲。频带较宽且谐波丰富是一个很强的干扰源。开关管是开关电源的核心器件同时也是干扰源。其工作频率直接与电磁干扰的强度相关。随着开关管的工作频率升高，开关管电压、电流的切换速度加快,其传导干扰和辐射干扰也随之增加。 63 高频开关变压器 开关管负载为高频变压器初级线圈，在开关管导通瞬间，初级线圈产生很大的涌流，并出现较高的浪涌尖峰电压；在开关管断开瞬间

19、，由于初级线圈的漏磁通，致使一部分能量没有传输到次级线圈，而是通过集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡，叠加在关断电压上，形成关断电压尖峰，产生与初级线圈接通时一样的磁化冲击电流瞬变，这个噪声会传导到输入、输出端，形成传导干扰，重者有可能击穿开关管2。 另外，高频变压器初级线圈、开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能会产生较大的空间辐射，形成辐射干扰。如果电容滤波容量不足或高频特性不好，电容上的高频阻抗会使高频电流以差模方式传导到交流电源中形成传导干扰。需要注意的是，二极管整流电路产生的电磁干扰中，整流二极管反向恢复电流的|di/dt|远比续流二极管反向恢复电流的|di/dt|大

20、得多。作为电磁干扰源来研究，整流二极管反向恢复电流形成的干扰强度大，频带宽。但是，整流二极管产生的电压跳变远小于功率开关管导通和关断时产生的电压跳变。因此，不计整流二极管产生的|dv/dt|和|di/dt|的影响，而把整流电路当成电磁干扰耦合通道的一部分来研究也是可以的。 6.4 控制电路引起的电磁干扰 控制电路中周期性的高频脉冲信号。如振荡器产生的高频脉冲信号等将产生高频高次谐波对周围电路产生电磁干扰。 6.5 杂散参数影响产生的电磁干扰 在传导干扰频段多数开关电源干扰的耦合通道是可以用电路网络来描述的。但是，在开关电源中的任何一个实际元器件如电阻器、电容器、电感器乃至开关管、二极管都包含有

21、杂散参数，且研究的频带愈宽，等值电路的阶次愈高因此包括各元器件杂散参数和元器件间的耦合在内的开关电源的等效电路将复杂得多。在高频时杂散参数对耦合通道的特性影响很大分布电容的存在成为电磁干扰的通道。另外，在开关管功率较大时,集电极一般都需加上散热片,散热片与开关管之间的分布电容在高频时不能忽略,它能形成面向空间的辐射干扰和电源线传导的传导干扰8。 7、高频开关电源的电磁兼容性设计 目前大多数电子产品都选用开关电源供电，以节省能源和提高工作效率；然而，开关电源自身产生的各种噪声却形成了一个很强的电磁干扰源。这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强，对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁

22、，下面我以开关电源的电磁兼容性设计过程进行分析。抑制开关电源的噪声可以采取很多措施，下文将对抑制开关电源的噪声的方法做简单介绍。7.1输入端滤波器的设计 开关电源产生的噪声包含共模噪音和差模噪音。共模干扰是由于载流导体与大地之间的电位差产生的，其特点是两条线上的杂讯电压是同电位同向的；而差模干扰则是由于载流导体之间的电位差产生的，其特点是两条线上的杂讯电压是同电位反向的。通常，线路上干扰电压的这两种分量是同时存在的。为此应在电源输入端加滤波器，滤波器阻抗应与电源阻抗失配，失配越厉害，实现的衰减越理想，得到的插入损耗特性就越好。也就是说，如果噪音源内阻是低阻抗的，则与之对接的EMI滤波器的输入阻

23、抗应该是高阻抗(如电感量很大的串联电感)；如果噪音源内阻是高阻抗的，则EMI滤波器的输入阻抗应该是低阻抗(如容量很大的并联电容)。由于线路阻抗的不平衡，两种分量在传输中会互相转变，情况十分复杂。典型的EMI滤波器包含了共模杂讯和差模杂讯两部分的抑制电路，如图2所示1。 图2 电源滤波器 图中：差模抑制电容Cx1，Cx 20.10.47F； 差模抑制电感L1，L2 100130H； 共模抑制电容Cy1，Cy2 10000pF； 共模抑制电感L 1525mH。 插入损耗的定义如图3所示，当没接滤波器时，信号源输出电压为V1，当滤波器接入后，在滤波器输出端测得信号源的电压为V2。若信号源输出阻抗与接

24、收机输入阻抗相等，都是50，则滤波器的插入损耗为 IL=20log（2） 设计时，必须使共模滤波电路和差模滤波电路的谐振频率明显低于开关电源的工作频率，一般要低于10kHz，即f=10kHz。 接收机信号源滤波器接收机信号源 V1 图3插入损耗的定义 图4是差模与共模干扰的示意图1。 （a） 共模干扰 （b）共模干扰 图4 差模与共模干扰示意图 在实际使用中，由于设备所产生的共模和差模的成分不一样，所以，滤波电路可适当增加或减少滤波元件。具体电路的调整一般要经过EMI试验后才能有满意的结果，安装滤波电路时一定要保证接地良好，并且输入端和输出端要良好隔离，否则，起不到滤波的效果。 图5是两种滤波

25、电路(a) 滤波电路1（b）滤波电路2 图5两种滤波电路 7.2辐射EMI的抑制措施 要降低辐射干扰，可应用电压缓冲电路，如在开关管两端并联RCD缓冲电路，或电流缓冲电路，如在开关管的集电极上串联2080H的电感。 功率开关管的集电极是一个强干扰源，开关管的散热片应接到集电极上，以确保集电极与散热片之间由于分布电容而产生的电流流入主电路中。为减少散热片和机壳之间的分布电容，散热片应尽量远离机壳，如有条件的话，可采用有屏蔽措施的散热片。整流二极管应采用恢复电荷小，且反向恢复时间短的，如肖特基管，最好是选用反向恢复呈软特性的。另外，在肖特基管两端套磁珠和并联RC吸收网络均可减少干扰，电阻、电容的取

26、值可为几和数千pF，电容引线应尽可能短，以减少引线电感。 负载电流越大，二极管反向恢复的时间也越长，则尖峰电流的影响也越大。采用多个二极管并联来分担，可以降低短路尖峰电流的影响。 开关电源必须屏蔽，采用模块式全密封结构，一般用1mm以上厚度的镀锌钢板，屏蔽层必须良好接地。在高频脉冲变压器初、次级之间加一屏蔽层并接地，可以抑制干扰的电场耦合。将高频脉冲变压器、输出滤波电感等磁性元件加上屏蔽罩，可以将磁力线限制在磁阻小的屏蔽体内。 例如,对辐射干扰超过标准限值20dB的某开关电源，采用了如下一些在实验室容易实现的措施进行了改进： 1）在所有整流二极管两端并联470pF电容； 2）在开关管G极的输入

27、端并联50pF电容，与原有的39电阻形成一RC低通滤波器； 3）在各输出滤波电容(电解电容)上并联0.01F电容；4）在整流二极管管脚上套一小磁珠；5）改善屏蔽体的接地。经过上述改进后，该电源就可以通过辐射干扰测试的限值要求。7.3传导干扰的解决方法 开关电源的传导干扰通过输入电源线向外传播，既有差模干扰、又有共模干扰。传导干扰的测试频率范围为0.1530MHz。在0.151MHz的频率范围内，干扰主要以共模的形式存在，在110MHz的频率范围内，干扰的形式是差模和共模共存，在10MHz以上，干扰的形式主要以共膜为主。差模干扰的产生主要是由于开关管工作在开关状态，当开关管开通时，流过电源线的电

28、流线性上升，开关管关断时电流突变为零，因此，流过电源线的电流为高频的三角脉动电流，含有丰富的高频谐波分量，随着频率的升高，该谐波分量的幅度越来越小，因此差模干扰随频率的升高而降低，输出回路的滤波电路如图6所示，电容C5与电感L3组成低通滤波器，差模传导干扰主要存在低频率段。图6 输出回路的滤波电路 产生共模干扰的主要原因是电源与大地（保护地）之间存在分布电容，电路中方波电压的高频谐波分量通过分布电容传入大地，与电源线构成回路，产生共模干扰。如图6所示，L、N为电源输入，C1、C2、C3、C4、C5、L1、L2组成输入EMI滤波器，DB1为整流桥，VT2为开关管，开关管安装在散热器上时，开关管的

29、D极与散热器相连，与散热器之间形成一个耦合电容，如图6中的C7所示，VT2工作在开关状态，其D极的电压为高频方波，方波的频率为开关管的开关频率，方波中的各次谐波就会通过耦合电容、L、N电源线构成回路，产生共模干扰。电源与大地的分布电容比较分散，难以估算，但从图6来看，VT2的D极与散热器之间耦合电容的作用最大，从DB1到电感L3之间的电压为100Hz，而从L3到VD1和VT2的D极之间的连线的电压均为方波电压，含有大量的高次谐波。其次L3的影响也比较大，但L3与机壳的距离比较远，分布电容比开关管和散热器之间的耦合电容小得多，因此，我们主要考虑开关管与散热器之间的耦合电容。7.4 接地技术的应用

30、接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个：（1）接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地工作。（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。（3）保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。此外，很多医疗设备都与病人的人体直接相连，当机壳带有110V或220V电压时，

31、将发生致命危险6。因此，接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面，是电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全，电子设备的机壳和机房的金属构件等，必须与大地相连接，而且接地电阻一般要很小，不能超过规定值。电路的接地方式基本上有三类，即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中，只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引线的长度最短。接地平面，可以是设备的底板，也可以是贯通整个系统的地导线，在比较大的系

32、统中，还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点，利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。7.5 减小脉冲变压器的漏感及分布电容对于一个符合绝缘及安全性标准的脉冲变压器，其漏感量应为次级开路时初级电感量的13。在磁芯结构尺寸、绕线匝数一定的情况下，线圈的绕组排列是减小漏感的重要因素，绕组应按同心方式排列，全部用漆包线绕制，留有安全边距，且在次级绕组与反馈绕组之间加上强化绝缘层。对于多路输出的开关电源，输出功率最大的那个次级绕组应靠近初级，以增加耦合，减小磁场泄漏。当次级匝数很少时，为了增加与初级的耦合，宜采用多股线平行并绕方式均匀分布在

33、整个骨架上，以增加覆盖面积。在条件允许的情况下，用箔绕组作为次级也是增加耦合的一种好办法。在开关电源的工作过程中，绕组的分布电容反复被充、放电，不仅使电源效率降低, ，它还与绕组的分布电感构成LC振荡器，会产生振铃噪声。初级绕组分布电容的影响尤为显著。为减小分布电容，应尽量减小每匝导线的长度，并将初级绕组的始端接漏极，利用一部分初级绕组起到屏蔽作用，减小相邻绕组的分布参数耦合程度。7.6 屏蔽技术 抑制辐射噪声的有效方法是屏蔽,目的是切断电磁波的传播途径用电磁屏蔽的方法解决电磁干扰问题而不会影响电路的正常工作。开关电源电路中使用的屏蔽技术主要是屏蔽开关电源内部的振荡器和功率变换器所产生的高频电

34、磁波使它不能通过开关电源电路中的变压器、电感、电容、电阻、引线以及PCB电路板等环节传播和辐射出去，污染环境和干扰周围的其他用电系统的正常使用。 (1)软屏蔽技术。所谓软屏蔽技术就是开关电源电路的设计者们在进行电路设计时采取有效的电路技术(如共模滤波器技术、差模滤波器技术等)，一方面将开关电源内部的高频电磁波对外部的传播和辐射抑制和滤除到最小程度以免影响周围的其他电子设备、电子仪器和电子仪表的正常工作，同时也不污染工频电网：另一方面将输入工频电网的杂散电磁波也抑制和滤除到最小程度,以免影响开关电源电路的正常工作。 (2)硬屏蔽技术。所谓硬屏蔽技术就是开关电源的设计者在将开关电源设计和调试完成后

35、设计一个屏蔽罩，其作用是：一方面将软屏蔽后开关电源所残留的电磁辐射的杂散电磁波噪声对环境以及周围的用电系统的影响和干扰尽可能的屏蔽掉：另一方面不让外部的杂散电磁波辐射到开关电源电路中,影响和干扰开关电源电路的正常工作5。用导电良好的材料对电场屏蔽，用导磁率高的材料对磁场屏蔽。屏蔽外壳的引入、引出线处要采取滤波措施。对于电场屏蔽，屏蔽外壳一定要接地。对于磁场屏蔽，屏蔽外壳不需接地。7.7 电路技术和印制电路板技术有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求，可以结合屏蔽，采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目

36、的在于使两根导线所检拾到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号，可在负载上自行消失7。另外，还可采用其它一些电路技术，例如接点网络，整形电路，积分电路和选通电路等等。总之，采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施。印制电路板是高频开关电源设计的最后一个环节，如果印制电路板设计不当，由于PCB上既有小信号控制线，又有高压母线，还有高频功率开关和磁性元件，将直接影响到电路中各元件自身的抗干扰性和电路工作的可靠性，造成电源工作不稳定。在设计PCB时，应尽量降低电源线和地线的阻抗，因为电源线、地线和其他印制线都有电感，当电源电流变化较大时，将会产生较大的压降，而地线压降是形成公共阻抗干扰的重要因

37、素，所以应尽量缩短地线，尽量加粗电源线和地线线条。开关电源的电磁兼容性设计考虑的因素还很多，如元器件的布局以及各种电源线、信号线的捆扎、配置等，有许多工作要做。全面抑制开关电源的各种噪声会大大提高开关电源的电磁兼容性，使开关电源得到更广泛的应用。 结束语 电磁兼容是一个十分复杂的问题，在设计高频开关电源时，应对电源可能的电磁环境进行充分估计，尽可能全面地考虑高频开关电源与外界环境的耦合途径，利用各种抑制干扰技术来消除干扰耦合，增强高频开关电源的抗干扰能力。本文在了解高频开关电源工作原理的基础之上分析了高频开关电源产生电磁干扰的原因，用加电源滤波器的方法降低了开关电源的噪声干扰，提出了辐射干扰和

38、传导干扰的解决方法，并通过接地技术、屏蔽技术、电路技术和印刷电路板技术等抑制干扰技术的应用，使高频开关电源的电磁干扰降到了最低点。 参考文献1邓重一高频开关电源设计中的电磁兼容性问题研究J电源世界，2005(6).69752朱元丽，朱元清，张尉 电磁干扰与电磁兼容设计J 电脑开发与应用，2000，（01）3张林昌，吕英华，马信山 电磁兼容，电工高新科技丛书 第五分册M 北京：机械工业出版社，2000.4.216-223. 4张雪峰，龚志军，侯小娟等，电磁污染的危害和防护J 包头钢铁学院院报，2003，22（2）.189-192.5欧健昌等.电子设备的电磁兼容性设计.M 北京：电子工业出版社，2

39、003.6曲学基，曲敬铠，于明扬电力电子滤波技术及应用I-M北京：电子工业出版社，20087刘胜利现代高频开关电源实用技术I-M3北京：电子工业出版社，20018张晓林，李青侠高频开关电源EMC设计J3大众用电，2005(2)：34359白同元等.电磁兼容设计.M北京：北京邮电大学出版社，2001.致谢 本论文从选题到完成，每一步都是在杨老师的指导下完成的，在制作毕业设计的这段时间里，深刻感受到了杨老师正直开朗的性格，严谨的治学态度，务实的工作作风以及对学生无微不至的关怀，不仅使我增长了专业能力，也让我在个人品质修养上终身受益，在此，谨向杨老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！同时也对物电学院指导和帮助过我的老师表示感谢。