谷樹忠 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：系統(tǒng)地分析了開關(guān)電源產(chǎn)生噪聲的主要原因及產(chǎn)生噪聲的回路和部件，給出了相應(yīng)的抗干擾措施，從而提高了形狀電源的電磁兼容性。

     關(guān)鍵詞：開關(guān)電源

     噪聲 電磁兼容性

     開關(guān)電源不需要沉重的電源變壓器，具有體積小、重量輕、效率高的優(yōu)點，且市場上已有成品開關(guān)電源集成控制模塊，使電源設(shè)計、調(diào)試簡化許多，所以，在大多數(shù)的電子設(shè)備（如計算機、電視機及各種控制系統(tǒng)）中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，開關(guān)電源自身產(chǎn)生的各種噪聲卻形成了一個很強的電磁干擾源。這些干擾隨著開關(guān)頻率的提高、輸出功率的增大而明顯地增強，對電子設(shè)備的正常運行構(gòu)成了潛在的威脅。因此，只有提高開關(guān)電源的電磁兼容性，才能使開關(guān)電源在那些對電源噪聲指標有嚴格要求的場下被采用。

     1 開關(guān)電源產(chǎn)生噪聲的原因

     開關(guān)電源的種類很多，按變換器的電路結(jié)構(gòu)可分為串行聯(lián)式和直流變換式兩種；按激勵方式可分為自激和它激兩種；按開關(guān)管的組合可分為橋式、半橋式、推換式等。但無論體積類型的開關(guān)電源都是利用半導(dǎo)體器件的開和關(guān)工作的，并以開和關(guān)的時間比來控制輸出電壓的高低。由于它通常在20khz以上的開關(guān)頻率下工作，所以電源線路內(nèi)的dv/dt、di/dt很大，產(chǎn)生很大的浪涌電壓、浪涌電流和其它各種噪聲。它們通過電源線以共模或差模方式向外傳導(dǎo)，同時還向周圍空間輻射噪聲。圖1給出了一種典型的開關(guān)電源電路的簡圖，下面以此為例分析其產(chǎn)生噪聲的主要原因。

     1.1 一次整流回路的噪聲

     在一次整流回路中，整流二極管d1～d4只有在脈動電壓超過c1的充電電壓的瞬間，電流才從電源輸入側(cè)流入。所以，一次整流回路產(chǎn)生高次畸變波，形成噪聲。

     1.2 開關(guān)回路的噪聲

     一是電磁輻射。電源在工作時，開關(guān)管t處于高頻率通斷狀態(tài)，在由脈沖變壓器初級線圈l1、開關(guān)管t和濾波器c1構(gòu)成的高頻電流環(huán)路中，可能會產(chǎn)生較大的空間輻射噪聲。如果c1的濾波不足，則高頻電流還會以差模方式傳導(dǎo)到交流電源中去。二是感性負載引起的浪涌電壓。在開關(guān)回路中開關(guān)管t的負載是脈沖變壓器的初級線圈l1，是感性負載，所以開關(guān)管高的浪涌電壓，很可很造成與此同一回路的電子器件（尤其是開關(guān)管t）的損壞。

     1.3 二次整流回路的噪聲

     一是電磁輻射。電源在工作時，整流二極d5也處于高頻通斷狀態(tài)，由脈沖變壓器次級線圈l2、整流二極管d5和濾波電容c2構(gòu)成了高頻開關(guān)電流環(huán)路，電流將以差模形式混在輸出直流電壓上，影響負載電路的正常工作。二是浪涌電流。硅二極管在正向?qū)〞rpn結(jié)內(nèi)的電荷被積累，二極管加反向電壓時積累的電荷將消失并產(chǎn)生反向電流。由于二次整流回路中d5在開關(guān)轉(zhuǎn)換時頻率很高，即由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟臅r間很短。在短時間內(nèi)要讓存儲電荷消失就產(chǎn)生反電流的浪涌。由于直流輸出線路中的分布電容、分布電感的存在，使因浪涌引起的干擾成為高頻衰減振蕩。

     1.4 控制回路的噪聲

     控制回路中的脈沖控制信號是主要的噪聲源。

     1.5 分布電容引起的噪聲

     一是ci的作用。散熱片k與開關(guān)管t的集電極間雖然有絕緣墊片，但由于其接觸面較大，絕緣墊較薄，因此兩者之間的分布電容ci在高頻時不能忽略。因此高頻電容會通過ci流到散熱片上，再流到機殼地，最終流到與機殼地相連的交流電源的保護地線pe中，以產(chǎn)生共模輻射。二是cd的作用。脈沖變壓器的初、次級之間存在的分布電容cd，可能會將原邊高頻電壓直接耦合到副邊上去，在副邊用作直流輸出的兩條電源線上產(chǎn)生同相位的共模噪聲。

     2 開關(guān)電源的電磁兼容性設(shè)計

     抑制開關(guān)電源的噪聲可采取三方面的技術(shù)。一是減小干擾源的干擾能量；二是破壞干擾路徑；三是采用屏蔽。

     2.1 減小干擾源能量