開關電源電磁干擾分析與抗干擾措施

2 減小干擾源干擾能量的緩沖電路

在開關控制電源的輸入部分加入緩沖電路（見圖3），其由線性阻抗穩(wěn)定網絡組成，用于消除電力線干擾、電快速瞬變、電涌、電壓高低變化和電力線諧波等潛在的干擾。緩沖電路器件參數為D1為MUR460，R1=500Ω，C=6nF，L=36mH，R=150Ω。

　　
圖3 緩沖電路

3 切斷干擾噪聲傳播路徑的EMI濾波

在開關電源輸入和輸出電路中加裝EMI濾波器，是抑制傳導發(fā)射的一個很有效方法。其參數主要有：放電電阻、插入損耗、Cx電容、Cy電容和電感值。其中，插入損耗是濾波器性能的一個關鍵參數。在考慮機械性能、環(huán)境、成本等前提下，應該盡量使插入損耗大一些。用共模、差模干擾的測量結果與標準限值，加上適當的裕量可得到濾波器的插入損耗IL。

ILCM(dB)=Vcm(dB)-Vlimt(dB)-3(dB)+M(dB) (1)

ILDM(dB)=VDM(dB)-Vlimt(dB)-3(dB)+M(dB) (2)

式中，3dB表示在分離共模、差模傳導干擾的測試過程中測試結果比實際值大3dB；M(dB)表示設計裕量，一般取6dB；Vlimit(dB)為相關標準如CISPR,FCC等規(guī)定的傳導干擾限值。

圖4是220V/50Hz交流輸入的開關電源交流側EMI濾波器的電路。Cy＝3300pF，L1、L2＝0.7mH，它們構成共模濾波電路，抑制0.5～30MHz的共模干擾信號。Cx＝0.1μF，L3、L4＝200～500μH，采用金屬粉壓磁芯，與L1/L2、Cx構成L-N端口間低通濾波器，用于抑制電源線上存在的0.15～ 0.5MHz差模干擾信號。R用于消除可能在濾波器中出現的靜電積累。

　　
圖4 開關電源交流側EMI濾波器電路

圖5是開關電源的直流輸出側濾波電路，它由共模扼流圈L1、L2，扼流圈L3和電容C1、C2組成。為了防止磁芯在較大的磁場強度下飽和而使扼流圈失去作用，磁芯必須采用高頻特性好且飽和磁場強度大的恒μ磁芯。

　　
圖5 支流側濾波電路

4 用屏蔽來抑制輻射及感應干擾

開關電源干擾頻譜集中在30MHz以下的頻段，直徑r＜λ/2π,主要是近場性質的電磁場，且屬低阻抗場?？捎脤щ娏己玫牟牧蠈﹄妶銎帘?，而用導磁率高的材料對磁場屏蔽。此外，還要對變壓器、電感器、功率器件等采取有效的屏蔽措施。屏蔽外殼上的通風孔最好為圓形，在滿足通風的條件下，孔的數量可以多，每個孔的尺寸要盡可能小。接縫處要焊接，以保證電磁的連續(xù)性。屏蔽外殼的引入、引出線處要采取濾波措施。對于電場屏蔽，屏蔽外殼一定要接地。對于磁場屏蔽，屏蔽外殼不需接地。