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　引言  

　　開(kāi)關(guān)電源廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備、通信、自動(dòng)控制、家用電器等領(lǐng)域，具有功耗低、效率高、體積小等顯著優(yōu)點(diǎn)，是目前最普遍應(yīng)用于電子設(shè)備中的一種電源裝置。 

　　開(kāi)關(guān)電源的突出缺點(diǎn)是產(chǎn)生極強(qiáng)的電磁干擾（EMI）。EMI信號(hào)經(jīng)傳導(dǎo)和輻射會(huì)污染電磁環(huán)境，影響電網(wǎng)和發(fā)電系統(tǒng)的工作效率，干擾通信設(shè)備和電子產(chǎn)品，是公認(rèn)的電力公害。 

　　本文將結(jié)合開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)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(wèn)題。 

　　開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理 

　　開(kāi)關(guān)電源主要通過(guò)整流器與電力網(wǎng)相連接，將市電直接整流濾波成為直流高壓，然后通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成低壓的高頻交流電，再經(jīng)過(guò)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(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖 

　　開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生EMI的原理 

　　開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生EMI的原因較多，其中由基波整流器產(chǎn)生的電流高次諧波干擾和變壓器型功率轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生的尖峰電壓干擾是主要原因。 

　　基波整流器的整流過(guò)程是產(chǎn)生電流諧波的常見(jiàn)原因 

　　一次整流回路的諧波干擾 

　　工頻正弦波電流通過(guò)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(shí)驗(yàn)表明，諧波（特別是高頻諧波）會(huì)沿著輸電線(xiàn)路產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，一方面使其前端電源波形發(fā)生畸變，另一方面通過(guò)電源線(xiàn)產(chǎn)生輻射干擾。 

　　二次整流電路的諧波干擾 

　　整流二極管在正向?qū)〞r(shí)，PN結(jié)的電荷被積累。因?yàn)槎O管工作在高頻通斷狀態(tài)，當(dāng)二極管加反向電壓時(shí)，積累的電荷不能立即消失，從而產(chǎn)生反向浪涌電流。由于線(xiàn)路存在分布電容、電感，高頻浪涌電流流過(guò)時(shí)產(chǎn)生高頻振蕩，因此這些騷擾頻譜豐富。 

　　變壓器電路產(chǎn)生的諧波 

　　變壓器型功率轉(zhuǎn)換電路用以實(shí)現(xiàn)變壓、變頻以及完成輸出電壓調(diào)整，是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的核心，主要由開(kāi)關(guān)管和高頻變壓器組成。它生產(chǎn)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(chǎn)生這種脈沖干擾的主要原因是： 

　　1. 開(kāi)關(guān)管的負(fù)載是高頻變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈，是感性負(fù)載。當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，級(jí)線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰脈沖電壓，形成干擾。 
　　2. 當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，高頻變壓器線(xiàn)圈中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e=-Ldi/dt，存儲(chǔ)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(guān)斷電壓上，形成關(guān)斷電壓尖峰。該諧波電壓通過(guò)電線(xiàn)不僅會(huì)影響變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈，還會(huì)返回配電系統(tǒng)，造成電網(wǎng)諧波干擾。 
　　3. 由高頻變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈、開(kāi)關(guān)管和濾波電容構(gòu)成的高頻開(kāi)關(guān)電流回路可能產(chǎn)生較大的輻射干擾。同時(shí)，若濾波電容的濾波不足或高頻特性不好，則高頻電流通過(guò)一次整流回路以差模干擾的方式進(jìn)入電網(wǎng)。諧波引發(fā)的問(wèn)題很多，會(huì)引起變壓器的損耗增加，造成電容器的過(guò)載故障，引起電力系統(tǒng)功率因數(shù)降低等，危害很大。 

       抑制開(kāi)關(guān)電源EMI的濾波措施 

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

　　差模干擾在兩導(dǎo)線(xiàn)之間傳輸，屬于對(duì)稱(chēng)性干擾；共模干擾在導(dǎo)線(xiàn)與地（機(jī)殼）之間傳輸，屬于非對(duì)稱(chēng)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(guò)導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生輻射，所造成的干擾較大。