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     近年來，開關(guān)電源以其效率高、體積小、輸出穩(wěn)定性好的長處而敏捷發(fā)展起來?？墒牵?yàn)?a class="contentlabel" bbbb="http://www.eepw.com.cn/news/listbylabel/label/%E5%BC%80%E5%85%B3%E7%94%B5%E6%BA%90">開關(guān)電源作業(yè)過程中的高頻率、高di/dt和高dv/dt使得電磁攪擾問題十分突出。國內(nèi)現(xiàn)已以新的3C認(rèn)證替代了CCIB和CCEE認(rèn)證，使得對開關(guān)電源在電磁兼容方面的要求愈加具體和嚴(yán)厲。現(xiàn)在，怎么下降甚至消除開關(guān)電源的EMI問題現(xiàn)已成為全球開關(guān)電源規(guī)劃師以及電磁兼容（EMC）規(guī)劃師十分關(guān)注的問題。本文評論了開關(guān)電源電磁攪擾構(gòu)成的原因以及常用的EMI 按捺辦法。

1 開關(guān)電源的攪擾源剖析DSQC266H DSQC266T ABB模塊 廈門

開關(guān)電源發(fā)生電磁攪擾最底子的原因，就是其在作業(yè)過程中發(fā)生的高di/dt和高dv/dt，它們發(fā)生的浪涌電流和尖峰電壓構(gòu)成了攪擾源。工頻整流濾波運(yùn)用的大電容充電放電、開關(guān)管高頻作業(yè)時(shí)的電壓切換、輸出整流二極管的反向康復(fù)電流都是這類攪擾源。開關(guān)電源中的電壓電流波形大多為挨近矩形的周期波，比方開關(guān)管的驅(qū)動波形、MOSFET漏源波形等。關(guān)于矩形波，周期的倒數(shù)決議了波形的基波頻率；兩倍脈沖邊際上升時(shí)刻或下降時(shí)刻的倒數(shù)決議了這些邊際引起的頻率重量的頻率值，典型的值在MHz規(guī)模，而它的諧波頻率就更高了。這些高頻信號都對開關(guān)電源根本信號，尤其是操控電路的信號形成攪擾。

開關(guān)電源的電磁噪聲從噪聲源來說能夠分為兩大類。一類是外部噪聲，例如，經(jīng)過電網(wǎng)傳輸過來的共模和差模噪聲、外部電磁輻射對開關(guān)電源操控電路的攪擾等。另一類是開關(guān)電源自身發(fā)生的電磁噪聲，如開關(guān)管和整流管的電流尖峰發(fā)生的諧涉及電磁輻射攪擾。

如圖1所示，電網(wǎng)中含有的共模和差模噪聲對開關(guān)電源發(fā)生攪擾，開關(guān)電源在遭到電磁攪擾的一起也對電網(wǎng)其他設(shè)備以及負(fù)載發(fā)生電磁攪擾（如圖中的回來噪聲、輸出噪聲和輻射攪擾）。進(jìn)行開關(guān)電源EMI/EMC規(guī)劃時(shí)一方面要避免開關(guān)電源對電網(wǎng)和鄰近的電子設(shè)備發(fā)生攪擾，另一方面要加強(qiáng)開關(guān)電源自身對電磁打擾環(huán)境的適應(yīng)能力。下面具體剖析開關(guān)電源噪聲發(fā)生的原因和途徑。

圖1 開關(guān)電源噪聲類型圖

1.1 電源線引進(jìn)的電磁噪聲DSQC266H DSQC266T ABB模塊 廈門

電源線噪聲是電網(wǎng)中各種用電設(shè)備發(fā)生的電磁打擾沿著電源線傳達(dá)所形成的。電源線噪聲分為兩大類：共模攪擾、差模攪擾。共模攪擾（Common- mode Interference）界說為任何載流導(dǎo)體與參閱地之間的不期望有的電位差；差模攪擾（Differential-mode Interference）界說為任何兩個(gè)載流導(dǎo)體之間的不期望有的電位差。兩種攪擾的等效電路如圖2［1］所示。圖中CP1為變壓器初、次級之間的散布電容，CP2為開關(guān)電源與散熱器之間的散布電容（即開關(guān)管集電極與地之間的散布電容）。

圖2 兩種攪擾的等效電路

如圖2（a）所示，開關(guān)管V1由導(dǎo)通變?yōu)榻刂範(fàn)顩r時(shí)，其集電極電壓突升為高電壓，這個(gè)電壓會引起共模電流Icm2向CP2充電和共模電流Icm1向 CP1充電，散布電容的充電頻率即開關(guān)電源的作業(yè)頻率。則線路*模電流總大小為（Icm1＋I(xiàn)cm2）。如圖2（b）所示，當(dāng)V1導(dǎo)通時(shí)，差模電流Idm 和信號電流IL沿著導(dǎo)線、變壓器初級、開關(guān)管組成的回路流轉(zhuǎn)。由等效模型可知，共模攪擾電流不經(jīng)過地線，而經(jīng)過輸入電源線傳輸。而差模攪擾電流轉(zhuǎn)過地線和輸入電源線回路傳輸。所以，我們設(shè)置電源線濾波器時(shí)要考慮到差模攪擾和共模攪擾的差異，在其傳輸途徑上運(yùn)用差模或共模濾波元件按捺它們的攪擾，以達(dá)到最好的濾波效果。

1.2 輸入電流畸變形成的噪聲DSQC266H DSQC266T ABB模塊 廈門

開關(guān)電源的輸入遍及選用橋式整流、電容濾波型整流電源。如圖3所示，在沒有 PFC功能的輸入級，因?yàn)檎鞫O管的非線性和濾波電容的儲能效果，使得二極管的導(dǎo)通角變小，輸入電流i成為一個(gè)時(shí)刻很短、峰值很高的周期性尖峰電流。這種畸變的電流實(shí)質(zhì)上除了包括基波重量以外還含有豐富的高次諧波重量。這些高次諧波重量注入電網(wǎng)，引起嚴(yán)峻的諧波污染，對電網(wǎng)上其他的電器形成攪擾。為了操控開關(guān)電源對電網(wǎng)的污染以及實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)，PFC電路是不可或缺的部分。

圖3 未加PFC電路的輸入電流和電壓波形

1.3 開關(guān)管及變壓器發(fā)生的攪擾

主開關(guān)管是開關(guān)電源的中心器材，一起也是攪擾源。其作業(yè)頻率直接與電磁攪擾的強(qiáng)度相關(guān)。跟著開關(guān)管的作業(yè)頻率升高，開關(guān)管電壓、電流的切換速度加速，其傳導(dǎo)攪擾和輻射攪擾也隨之添加。此外，主開關(guān)管上反并聯(lián)的鉗位二極管的反向康復(fù)特性欠好，或許電壓尖峰吸收電路的參數(shù)挑選不妥也會形成電磁攪擾。

開關(guān)電源作業(yè)過程中，由初級濾波大電容、高頻變壓器初級線圈和開關(guān)管構(gòu)成了一個(gè)高頻電流環(huán)路。該環(huán)路會發(fā)生較大的輻射噪聲。開關(guān)回路中開關(guān)管的負(fù)載是高頻變壓器初級線圈，它是一個(gè)理性的負(fù)載，所以，開關(guān)管通斷時(shí)在高頻變壓器的初級兩頭會呈現(xiàn)尖峰噪聲。輕者形成攪擾，重者擊穿開關(guān)管。主變壓器繞組之間的散布電容和漏感也是引起電磁攪擾的重要要素。

1.4 輸出整流二極管發(fā)生的攪擾

抱負(fù)的二極管在接受反向電壓時(shí)截止，不會有反向電流轉(zhuǎn)過。而實(shí)際二極管正向?qū)〞r(shí)，PN結(jié)內(nèi)的電荷被堆集，當(dāng)二極管接受反向電壓時(shí)，PN結(jié)內(nèi)堆集的電荷將開釋并構(gòu)成一個(gè)反向康復(fù)電流，它康復(fù)到零點(diǎn)的時(shí)刻與結(jié)電容等要素有關(guān)。反向康復(fù)電流在變壓器漏感和其他散布參數(shù)的影響下將發(fā)生較激烈的高頻衰減振蕩。因而，輸出整流二極管的反向康復(fù)噪聲也成為開關(guān)電源中一個(gè)首要的攪擾源。能夠經(jīng)過在二極管兩頭并聯(lián)RC緩沖器，以按捺其反向康復(fù)噪聲。

1.5 散布及寄生參數(shù)引起的開關(guān)電源噪聲

開關(guān)電源的散布參數(shù)是大都攪擾的內(nèi)涵要素，開關(guān)電源和散熱器之間的散布電容、變壓器初次級之間的散布電容、原副邊的漏感都是噪聲源。共模攪擾就是經(jīng)過變壓器初、次級之間的散布電容以及開關(guān)電源與散熱器之間的散布電容傳輸?shù)?。其間變壓器繞組的散布電容與高頻變壓器繞組結(jié)構(gòu)、制作工藝有關(guān)。能夠經(jīng)過改善繞制工藝和結(jié)構(gòu)、添加繞組之間的絕緣、選用法拉第屏蔽等辦法來減小繞組間的散布電容。而開關(guān)電源與散熱器之間的散布電容與開關(guān)管的結(jié)構(gòu)以及開關(guān)管的裝置方法有關(guān)。選用帶有屏蔽的絕緣襯墊能夠減小開關(guān)管與散熱器之間的散布電容。

如圖4所示，在高頻作業(yè)下的元件都有高頻寄生特性［2］，對其作業(yè)狀況發(fā)生影響。高頻作業(yè)時(shí)導(dǎo)線變成了發(fā)射線、電容變成了電感、電感變成了電容、電阻變成了共振電路。調(diào)查圖4中的頻率特性曲線能夠發(fā)現(xiàn)，當(dāng)頻率過高時(shí)各元件的頻率特性發(fā)生了相當(dāng)大的改變。為了確保開關(guān)電源在高頻作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性，規(guī)劃開關(guān)電源時(shí)要充分考慮元件在高頻作業(yè)時(shí)的特性，挑選運(yùn)用高頻特性比較好的元件。別的，在高頻時(shí)，導(dǎo)線寄生電感的感抗明顯添加，因?yàn)殡姼械牟豢煽匦?，終究使其變成一根發(fā)射線。也就成為了開關(guān)電源中的輻射攪擾源。

圖4 高頻作業(yè)下的元件頻率特性

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1 6007BG10000  Serial I/O Module 1 
2 6225BZ10000  ABB MOD 300 SC Backup Memory Extender 

Module
 1 
3 6230BP10830A-A  115V  50/60Hz In/Out 2 
4 6231BP10910  BLOCK 115VAC/125VDC ANALOG CRNT SRCE 

4IN/2OUT 1 
5 6240BP10431A  MOD 300 I/O MODULE 24VDC 16CKT SRC

(IC660TBD022) 5 
6 6240BP10431A-A  115/230V  50/60Hz  Relay output No 4 
7 6240BP10432A-A  5/12/24 VDC  Sink In/Out 1 
8 6240BP10831B-K  24/48VDC C/S IN 1 
9 6241BP10431C-K  24/VDC 16PT SRC 1 
10 6247BP10730A-B  115V  50/60Hz bbbbb 5 
11 6248BP10831A-A  115V  50/60Hz 125VDC Isolated In/Out 12 
12 ACS601004300E1200000 Industry Oy ACS600 3Phase IP22 

AC380/415V 62/47A 37KW 30KW 2 
13 BHL 20/50/300 T 2BDT00D1T001BCF0 ASERVO AMP 1 
14 CI560 3UBRC980002R0001 TRIO Field Bus Interface Module 

1 
15 DI820 3BSE008512R1 Digital bbbbb, 120 Vac 2 
16 DSAV 111 57350001-CN DRIVER MODULE VIDEO DSAV-111 6 
17 DSBB 110A* 57330001-Y SHIELD BOARD DSBB-110A 6 
18 DSBC 172 57310001-KD BUS REPEATER MODULE CENTRAL RACK 

DSBC-172 1 
19 DSBC 174 3BSE012211R1  4 
20 DSCA 114 57510001-AA COMMUNICATIONS MODULE DSCA-114 4 
21 DSCS 116 57520001-BZ PC BOARD DSCS 116 4 
22 DSCS 140* 57520001-EV/10 COMMUNICATION MODULE MB 300 

DSCS-140 4 
23 DSDO 110 57160001-K I/O MODULE DIGITAL OUTPUT DSDO-110 

2 
24 DSIH 71BK01* 5735099-CJ TRACK BALL UINT  3 
25 DSIH 72VR* 57310290-RB KEYBOARD 3 
26 DSMB 133 57360001-CY MEMORY MODULE MP MASS DSMB-133 2 
27 DSMB 151 57360001-K MEMORY MODULE VIDEO DSMB-151 1 



28 DSMB 151* 57360001-K/9 MEMORY MODULE VIDEO DSMB-151 5 
29 DSMB 175 57360001-KG MEMORY MODULE DYNAMIC DSMB-175 3 
30 DSMB 179 57360001-MS  1 
31 DSMC 112 57360001-HC DISK CONTROLLER DSMC-112 1 
32 DSMD 113 5736045-N FLOPPY DRIVE 5- 1/4 INCH DSMD-113 1 
33 DSPB 120 57340001-T DISPLAY PROCESSOR DSPB-120 2 
34 DSPC 155 57310001-CX CPU MODULE DSPC-155 2 
35 DSPC 157 57310001-GP MAIN COMPUTER BOARD EXPANDABLE 

DSPC-157 3 
36 DSPC 171* 57310001-CC/8 PROCESSOR UNIT DSPC 171 2 
37 DSQC 223 YB560103-BD/4 Robotics Digital I/O Module 

DSQC-223 2 
38 DSSR 116* 48990001-FK/2 POWER SUPPLY UNIT DSSR-116 2 
39 DSTC 120* 57520001-A/2 CONNECTION UNIT DSTC120 S2 6 
40 DSTC 190* 57520001-ER/1 DSTC 190 Communications 

Connection Unit 4 
41 DSTV 110* 57350001-A DSTV-110 Display Driver Card 3 
42 SAM1 1230F440  Stromberg Drives AC440V 1614A 1000HP 2 
43 TC530 3BUR00011R1 T-Box for MOD 300 DCN  3 
44 TU831V1 3BSE013235R1 Module Termination Unit 1 
Part# Debbbbbbion Q"ty 
1 6001NA10900 MOD 300 Multibus Subsystem-Multibus Cardfile 

6 
2 6002BZ10200 MOD 300 Multibus Subsystem-Memory Module 8 
3 6002NZ10400 Model B/6000-Series Controller-Controller 

Cardfile 4 
4 6003NZ10400 MOD 300 Multibus Subsystem-Signal 

Conditioning Cardfile 5 
5 6004BZ10300 MOD 300/Model B/6000-Series Controller-

Module B Controller CPU,68020 2 
6 6005BZ10000 MOD 300/Model B/6000-Series Controller-D/F 

Module 1 
7 6006BZ10000 MOD 300 Multibus Subsystem-Processor Module 

- 68000 5 
8 6006BZ10002 MOD 300 Multibus Subsystem-Processor Module  

1 
9 6007BE10000 MOD 300 Multibus Subsystem-Serial I/O Module 

5 
10 6007BG10000 MOD 300 Multibus Subsystem-Serial I/O 

Module 1 
11 6008BZ10000 MOD 300 Multibus Subsystem-Video Module 13 
12 6009BZ10000 MOD 300 Multibus Subsystem-D/M Moudle 21 
13 6010BZ10000 MOD 300 Multibus Subsystem-SIM Module 1 
14 6010BZ10001 MOD 301 Multibus Subsystem-SIM Module 9 
15 6011BZ10001 MOD 300 Multibus Subsystem-MFM Disk 

Controller Module 2 
16 6015BZ10000 MOD 300/ Model B/6000-Series Controller-I/O 

Transfer Module 2 
17 6020NZ10700 MOD 300 Multibus Subsystem-Processor Power 

Supply 10 
18 6021FZ00000  2 
19 6024BP10300 MOD 299 Multibus Subsystem-Processor Module 

1 
20 6024BZ10100 MOD 300 Multibus Subsystem-Processor Module 

3 
21 6024BZ10200 MOD 300 Multibus Subsystem-Processor Module 

1 
22 6024BZ10300 MOD 300 Multibus Subsystem-Multibus 

Processor Module - 8MB 20 Mhz 2 
23 6024NR14130 MOD 300 Model B/6000-Series Controller-

Power Supply 28 
24 6026BZ10400  5 
25 6027BZ10000  2 
26 6030TZ10001 MOD300 Multibus Subsystem-Page Select Alarm 

Panel PSAP Keyboard 2 
27 6040TZ10002 MOD300 Multibus Subsystem-OCP Keyboard - 

Portable 4 
28 6051NZ10424 MOD300 Multibus Subsystem-Controller 

Digital Term Panel 11 
29 6053TZ10003 MOD 300 Multibus Subsystem-Universal 

Keyboard 1 
30 6062NZ10300 MOD 300 Multibus Subsystem-Archive 

Streaming Tape Drive - 150 MB 2 
31 6151NB10700 MOD300 Multibus Subsystem-Interface Module 

Chassis-117 Vac 4 
32 6152NB10700 117 Vac version for use without BUPS-AC 

Power Distribution Panel 6 
33 6153NB10700 MOD 300 Multibus Subsystem-Remote Interface 

Module Chassis 5