4 开关电源电磁噪声的耦合通道

4.1  共模和差模干扰通道

　　开关电源在由电网供电时，它将从电网取得的电能变换成另一种特性的电能供给负载。同时开关电源又是一噪声源，通过耦合通道对电网、开关电源本身和其它设备产生干扰，开关电源的传导干扰的耦合通道通常分两种： 共模通道和差模通道。

　　“共模干扰”是指干扰大小和方向一致，其存在于电源任何一相对大地、或载流体与大地之间的干扰。

　　“差模干扰”是指大小相等，方向相反，其存在于电源相线与相线之间,载流体之间的干扰。

　　共模干扰说明干扰是由辐射或串扰耦合到电路中的，而差模干扰则说明干扰源于同一条电源电路的。

　　通常这两种干扰是同时存在的，两种干扰在传输中还会相互转化，情况十分复杂。

4.2  杂散参数耦合干扰通道

　　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、二极管都包含有杂散参数，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，它也能形成面向空间的辐射干扰和电源线传导的共模干扰。

5  电磁干扰的抑制

　　对开关电源的EMI的抑制措施，主要是

　　1）减弱发射源的干扰强度；

　　2）切断干扰传播途径。

　　电磁干扰的抑制主要从选择合适的开关电源电路拓扑；采用正确的滤波、屏蔽、接地措施；设计合理的元器件布局及印制板布线等几个方面考虑。

5.1  减小开关电源本身的干扰

　　减小开关电源本身的干扰是抑制开关电源干扰的根本，是使开关电源电磁干扰低于规定极限值的有效方法。

　　开关电源的主要干扰是来自功率开关管通、断时的dv/dt。因此减小功率开关管通、断的dv/dt的幅值是减小开关电源干扰的重要方面。为此开关管可增加缓冲电路、箝位电路、铁氧体磁珠来减小功率管通、断过程中产生的干扰，从而达到抑制EMI效果。

5.2 滤波

　　电源滤波器安装在电源线与电子设备之间，用于抑制电源线引出的传导干扰，又可以降低从电网引入的传导干扰。对提高设备的可靠性有重要的作用。

　　开关电源产生的电磁干扰以传导干扰为主，而传导干扰又分差模干扰和共模干扰两种。目前抑制传导EMI最有效的方法是利用无源滤波技术。当干扰频谱成分不同于有用信号的频带时可以用滤波器将无用的干扰滤除。在电磁兼容设计中滤波器通常是指低通反射式滤波器，它对干扰的抑制性能不仅取决于滤波器本身的拓扑，而且在很大程度上也受EMI滤波器输入、输出阻抗值的影响。好的滤波器能有效降低EMI的幅值，做EMI滤波器设计时不仅依靠理论设计，而且要多次试验靠实际结果来做参数调整，得到最佳效果。

5.3  屏蔽

　　屏蔽是解决开关电源电磁兼容问题的重要且有效的手段之一。目的是切断电磁波的传播途径。大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决，设备可加外壳并与电网地线相连，这个网罩结构可切断干扰的回路，使它不能流入电源的初级。网罩可用金属罩壳或内部表面用金属覆盖的塑料壳，屏蔽也可以只覆盖电源的高频电路如：高频变压器屏蔽，开关管和整流二极管的屏蔽来解决电磁干扰问题。屏蔽与设备的接触阻抗尽可能的低是很重要的，应该尽量避免使用太长的线来连接屏蔽，因为这样会使屏蔽性能变差。