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　引言  

　　開關電源廣泛應用于計算機及外圍設備、通信、自動控制、家用電器等領域，具有功耗低、效率高、體積小等顯著優點，是目前最普遍應用于電子設備中的一種電源裝置。 

　　開關電源的突出缺點是產生極強的電磁干擾（EMI）。EMI信號經傳導和輻射會污染電磁環境，影響電網和發電系統的工作效率，干擾通信設備和電子產品，是公認的電力公害。 

　　本文將結合開關電源產生EMI的原理，提供濾波抑制的具體方法，幫助大家有效解決電磁干擾問題。 

　　開關電源的基本工作原理 

　　開關電源主要通過整流器與電力網相連接，將市電直接整流濾波成為直流高壓，然后通過逆變器轉換成低壓的高頻交流電，再經過二次整流和濾波變成所需要的直流低電壓。如圖1所示。 

　　圖1 開關電源的結構框圖 

　　開關電源產生EMI的原理 

　　開關電源產生EMI的原因較多，其中由基波整流器產生的電流高次諧波干擾和變壓器型功率轉換電路產生的尖峰電壓干擾是主要原因。 

　　基波整流器的整流過程是產生電流諧波的常見原因 

　　一次整流回路的諧波干擾 

　　工頻正弦波電流通過全波整流電路的整流二極管后變成單向脈沖電流，此電流可分解為直流分量和一系列不同頻率的交流分量之和。利用傅立葉變換得： 

　　其中Im是正弦電流的峰值 

　　實驗表明，諧波（特別是高頻諧波）會沿著輸電線路產生傳導干擾和輻射干擾，一方面使其前端電源波形發生畸變，另一方面通過電源線產生輻射干擾。 

　　二次整流電路的諧波干擾 

　　整流二極管在正向導通時，PN結的電荷被積累。因為二極管工作在高頻通斷狀態，當二極管加反向電壓時，積累的電荷不能立即消失，從而產生反向浪涌電流。由于線路存在分布電容、電感，高頻浪涌電流流過時產生高頻振蕩，因此這些騷擾頻譜豐富。 

　　變壓器電路產生的諧波 

　　變壓器型功率轉換電路用以實現變壓、變頻以及完成輸出電壓調整，是開關穩壓電源的核心，主要由開關管和高頻變壓器組成。它生產的尖峰電壓是一種有較大幅度的窄脈沖，其頻率較寬且諧波比較豐富。產生這種脈沖干擾的主要原因是： 

　　1. 開關管的負載是高頻變壓器的初級線圈，是感性負載。當開關管導通時，級線圈中會產生很大的尖峰脈沖電壓，形成干擾。 
　　2. 當開關管關斷時，高頻變壓器線圈中產生電動勢e=-Ldi/dt，存儲在電感中的能量和集電極的電阻、電容形成阻尼振蕩，疊加在關斷電壓上，形成關斷電壓尖峰。該諧波電壓通過電線不僅會影響變壓器的初級線圈，還會返回配電系統，造成電網諧波干擾。 
　　3. 由高頻變壓器的初級線圈、開關管和濾波電容構成的高頻開關電流回路可能產生較大的輻射干擾。同時，若濾波電容的濾波不足或高頻特性不好，則高頻電流通過一次整流回路以差模干擾的方式進入電網。諧波引發的問題很多，會引起變壓器的損耗增加，造成電容器的過載故障，引起電力系統功率因數降低等，危害很大。 

       抑制開關電源EMI的濾波措施 

　　干擾信號從電源輸入端注入到公共電網，形成傳導騷擾。傳導干擾信號，可分為差模和共模兩種形式。  

　　差模干擾在兩導線之間傳輸，屬于對稱性干擾；共模干擾在導線與地（機殼）之間傳輸，屬于非對稱性干擾。  

　　差模干擾幅度小、頻率低、所造成的干擾較小；共模干擾幅度大、頻率高，還可以通過導線產生輻射，所造成的干擾較大。