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开关电源产生电磁干扰的具体原因与抑制方法解析

对EMI（电磁干扰）的研究，有的是从EMI的机理而来的，有的是从EMI的影响而来的，提出了许多有用且有价值的解决方案。 本文分析并比较了几种有效的方案，并对开关电源的EMI抑制措施提出了新的参考建议。

开关电源的电磁干扰机理
根据噪声干扰源的类型，开关电源产生的干扰可以分为两种：峰值干扰和谐波干扰。 如果按照耦合路径划分，则可以分为传导干扰和辐射干扰。 现在根据噪声干扰的来源：
1.二极管反向恢复时间引起的干扰
当高频整流电路中的整流二极管在正向导通时，大的正向电流流动。 当通过反向偏置电压将其关闭时，更多的载流子将积存在PN结中。 在电子消逝之前的期间，电流将沿相反方向流动，因此载流子的反向恢复电流急剧消逝，并且发生大的电流变化（di / dt）。
2.开关管工作时会产生谐波干扰
当电源开关打开时，大的脉冲电流流过。 例如，前向，推挽和桥式转换器的输入电流波形在电阻性负载中约为矩形波，其中富含高次谐波重量。 当使用零电流和零电压开关时，该谐波干扰将很小。 其它，在功率开关管的截止期间，由高频变压器绕组的漏感引起的电流突变也会产生尖峰干扰。
3.交流输入电路引起的干扰
在反向恢复过程中，不带电源变压器的开关电源的输入整流器将引起高频衰减和振荡，从而引起干扰。 开关电源产生的峰值干扰和谐波干扰能量，以及开关电源的输入和输出线形成的干扰，称为传导干扰。 通过输入和输出线传播时，谐波和寄生振荡的能量会在空间中产生电场和磁场。 由电磁辐射引起的这种干扰称为辐射干扰。
4.其他原因
组件的寄生参数和开关电源的示意图设计都不理想。 印刷电路板走线通常是手工布置的，随机性很大，PCB的近场干扰大，安装，布局和方向不合理都会引起EMI干扰。
开关电源贰惭滨的特性
作为在开关状态下工作的能量转换装置，开关电源的电压和电流的变化率特别高，并且产生的干扰的强度很大。 干扰源主要集中在电源开关和和其相连的散热器和高电平变压器上，电路干扰源的位置比较清楚。 开关频率不高（从几千赫兹到几兆赫兹），干扰的主要形式是传导干扰和近场干扰。 印刷电路板（PCB）的走线通常是手动布线的，具有更大的随机性，这增加了提取PCB分布参数和估量近场干扰的难度。
贰惭滨测试技术
当前，有三种诊断差模共模干扰的方法：RF电流探头，差模抑制网络和噪声分别网络。 使用射频电流探头是测量差模共模干扰的简单方法，但是将测量结果和标准限值进行比较需要更复杂的转换。 差模抑制网络的结构相对简单，可以将测量结果直接和标准限值进行比较，但只能测量共模干扰。 噪声分别网络是理想的方法，但是其关键部件变压器的制造要求很高。

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