開關(guān)電源電磁干擾及其抑制技術(shù)研究

于振 徐天明 趙久富 柴軍

摘 要 在電子信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，開關(guān)電源由于具有較高的控制效率和更好的穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。實(shí)際使用開關(guān)電源時(shí)，會(huì)頻繁出現(xiàn)電磁干擾問題，影響了開關(guān)電源的使用體驗(yàn)。需要相關(guān)學(xué)者專注相關(guān)抑制技術(shù)的研究，以解決開關(guān)電源電磁干擾問題，推動(dòng)開關(guān)電源的可靠、穩(wěn)定應(yīng)用。鑒于此，本文對(duì)開關(guān)電源電磁干擾及其抑制技術(shù)進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞 開關(guān)電源;電磁干擾;抑制技術(shù)

引言

開關(guān)電源的應(yīng)用越來越廣泛，在其設(shè)計(jì)運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生相對(duì)嚴(yán)重的電磁干擾，電磁干擾會(huì)破壞整個(gè)電路運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此相關(guān)技術(shù)人員要深入研究電磁干擾抑制技術(shù)，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其產(chǎn)生的原有進(jìn)行具體分析，通過合理的增加相關(guān)的技術(shù)設(shè)備，來減少電磁干擾對(duì)電路的影響，本文從多個(gè)方面闡述了開關(guān)電源工作中產(chǎn)生電磁波的原因及應(yīng)對(duì)方法，我們要對(duì)影響開關(guān)電源穩(wěn)定性的因素進(jìn)行綜合分析，充分的結(jié)合多種技術(shù)來制定電路的設(shè)計(jì)方案，有效的控制和消除電磁干擾給電路帶來的不利影響。

1開關(guān)電源的工作原理及電磁干擾機(jī)理分析

首先，開關(guān)電源在實(shí)際使用過程中會(huì)產(chǎn)生一定的電磁干擾。然而這種現(xiàn)象主要是由于開關(guān)電源在實(shí)際工作過程中，其自身的一些零部件所構(gòu)成的開關(guān)電路在實(shí)際工作過程中存在的一些現(xiàn)象。而且這些構(gòu)成的零件在實(shí)際工作過程中會(huì)具有一些比較大幅度的脈沖，所以也會(huì)產(chǎn)生一些較強(qiáng)的波動(dòng)。

開關(guān)電源在實(shí)際運(yùn)行的過程中，由于存在著高頻率的一些變壓器，所以產(chǎn)生的電磁干擾也比較強(qiáng)烈。高頻率的變壓器以及相關(guān)的零部件會(huì)形成一個(gè)較高頻率的開關(guān)電流的回路，在這個(gè)回路之間具有較大的空間輻射，所以如果相關(guān)的零部件在實(shí)際操作的過程中，如果一些基本的功能還有實(shí)際操作的容量存在短缺的話，那么電容器上的一些相應(yīng)的零部件或者是高頻率的阻抗就會(huì)使得高頻的電流不斷地傳導(dǎo)在相應(yīng)的開關(guān)電源中。這樣的情況就使得在實(shí)際傳導(dǎo)的過程中存在著一定的干擾[1]。

2開關(guān)電源電磁干擾形成原因

2.1 高頻變壓器產(chǎn)生的電磁干擾

通常變壓器初級(jí)線圈、開關(guān)管及濾波電容是高頻開關(guān)電源的主要組成部分。高頻開關(guān)電源工作時(shí)，易出現(xiàn)高頻開關(guān)電流環(huán)路，并且環(huán)路上會(huì)發(fā)生一定程度的空間復(fù)制。電量不足或電容器過濾器性能出現(xiàn)故障時(shí)，高頻電流在電容的高頻阻抗的作用下傳遞到交流電源，從而導(dǎo)致傳導(dǎo)電磁干擾現(xiàn)象，因此對(duì)開關(guān)電源的正常運(yùn)行不好。

2.2 整流電路形成的電磁干擾

整流電路是開關(guān)電源電路中的關(guān)鍵組成部分。連接整流電路后，其中的二極管正向傳導(dǎo)，二極管兩端的電壓明顯上升，二極管的pn結(jié)電荷大量累積，導(dǎo)致靜電數(shù)字可能會(huì)增加一定程度。與此同時(shí)，隨著變壓器次級(jí)線圈開關(guān)管高頻率的轉(zhuǎn)換，會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致二極管的PN結(jié)出現(xiàn)高頻率變化，從而導(dǎo)致電路電流逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致高頻電流發(fā)生大幅衰減和振動(dòng)，從而導(dǎo)致電磁干擾現(xiàn)象，從而不利于提高開關(guān)電源的工作穩(wěn)定性的提升。

3開關(guān)電源的電磁干擾抑制技術(shù)的研究

3.1 擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)

一般電磁干擾能量的強(qiáng)弱與頻率成正比，降低頻率表示電磁波能量減少。擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)可有效地將諧波能量擴(kuò)散到更大的頻率范圍，使能量在每個(gè)頻率帶均顯著減小。此外，為了提高電磁干擾抑制效果，建議將擴(kuò)頻時(shí)鐘信號(hào)添加到交換機(jī)電源，并在交換機(jī)電路中輸出電磁信號(hào)。實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)可顯著抑制電磁干擾，提高可靠性，并且無須添加其他濾波設(shè)備和屏蔽設(shè)備。

3.2 接地技術(shù)抑制干擾

應(yīng)用接地抑制干擾技術(shù)時(shí)，必須合理選擇接地點(diǎn)，進(jìn)一步提高電磁干擾抑制效果。接地有問題不可避免地會(huì)導(dǎo)致更大的干擾，使電子測量設(shè)備難以有效操作。例如，對(duì)于電纜的屏蔽和屏蔽，必須合理選擇接地點(diǎn)，以提高抑制電磁干擾的能力。在實(shí)際操作中，測量使用一個(gè)或多個(gè)儀器，需科學(xué)選擇接地點(diǎn)，以更好地抑制電磁干擾。

3.3 屏蔽抗干擾抑制技術(shù)

開關(guān)電源在實(shí)際工作的過程中，會(huì)在傳播的空間產(chǎn)生一定的磁場和電場，所以在進(jìn)行電磁干擾抑制的過程中，將電磁干擾的源頭以及受干擾物之間進(jìn)行有效的隔離，這種屏蔽技術(shù)可以在實(shí)際操作過程中主要是分為兩種方式。第一種是利用靜電屏蔽。這種方法主要適用于靜電場的阻抗以及恒定電場的干擾。第二種方式是用電磁屏蔽，這樣就可以使得電磁波產(chǎn)生有效的變化，從而進(jìn)一步的減少開關(guān)電源存在的電磁干擾，這樣減少了電氣設(shè)備受到電磁干擾的影響。

3.4 軟開關(guān)抑制技術(shù)

軟開關(guān)抑制技術(shù)主要是由于電源開關(guān)的開關(guān)基礎(chǔ)比較硬，所以他利用了諧振的技術(shù)或者是相應(yīng)的控制技術(shù)，對(duì)于電源開關(guān)進(jìn)行聯(lián)通或者截?cái)嗔汶娏鳡顟B(tài)下進(jìn)行的相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)。它在實(shí)際應(yīng)用的過程中比較小型，而且輕量對(duì)于電磁兼容性高的相應(yīng)特點(diǎn)都具有十分強(qiáng)的融合性。

3.5 濾波技術(shù)

濾波技術(shù)是將電磁干擾產(chǎn)生的不利信號(hào)進(jìn)行阻礙，使電路中各個(gè)部件之間互干擾減小，對(duì)各個(gè)線路之間互相干擾的情況進(jìn)行處理。我們想要有效阻斷電磁干擾唯一的措施就是加濾波器。濾波器的選擇是根據(jù)干擾源的特性，頻率范圍，電源等要求適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。一般要滿足負(fù)載要求的衰減特性、負(fù)載電路的工作頻率和工作電流，而且濾波器還要有一定的抗電壓能力和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。濾波器的安裝也是十分重要的，如果安裝不當(dāng)則會(huì)使濾波器的性能衰減，達(dá)不到預(yù)期效果。濾波器一般安裝在干擾源的出口處，這樣才能有效地對(duì)電路中產(chǎn)生的干擾信號(hào)進(jìn)行處理。濾波器分為有源濾波和無源濾波。有源濾波器是一種用動(dòng)態(tài)抑制干擾信號(hào)的電子裝置。它可以對(duì)大小和頻率都有變化的信號(hào)進(jìn)行無功補(bǔ)償，動(dòng)態(tài)濾除各種干擾信號(hào)，把電路內(nèi)的干擾完全吸收，且沒有能量損耗。

4結(jié)束語

微電子技術(shù)發(fā)展迅速，在各行各業(yè)中開關(guān)電源技術(shù)已經(jīng)被普遍使用。隨著開關(guān)電源技術(shù)的廣泛應(yīng)用，更多的電氣設(shè)備得以快速的應(yīng)用到生產(chǎn)生活中來，一些技術(shù)性能相對(duì)較高的電器設(shè)備在使用時(shí)，需要相當(dāng)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，所以我們要努力解決開關(guān)電源的電磁干擾問題，使開關(guān)電源自身性能得到穩(wěn)定的提升，保證供電電路的穩(wěn)定性，使電氣設(shè)備能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 錢忠源.開關(guān)電源電磁干擾及其抑制技術(shù)的分析[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2018，（10）：135-136.