開關電源電磁干擾分析及其抑制

摘要：在介紹反激式開關電源及其性能的基礎上，討論了該電源中的網(wǎng)側(cè)諧波及抑制，開關緩沖、光電隔離等問題。

關鍵詞：噪聲;高次諧波;電磁干擾

0 引言

功率開關器件的高額開關動作是導致開關電源產(chǎn)生電磁干擾(EMI)的主要原因。開關頻率的提高一方面減小了電源的體積和重量，另一方面也導致了更為嚴重的EMI問題。如何減小產(chǎn)品的EMI，使其順利通過FCC或IEC1000等EMC標準論證測試，已成為目前急須解決的問題。

1 EMI分析

具體電路如圖1所示。

圖1 Flyback反激式電源電路

輸入為交流220V，經(jīng)功率二極管整流橋變?yōu)橹绷髯鳛榉醇ぷ儞Q器的輸入，輸出為三組直流：+5V，15V，12V，另外有一輔助電源5V，用來給光耦PC817供電?？刂齐娐酚梅答伩刂?，選用TOPSwicth系列的TOP223Y芯片。

開關電源工作時，其內(nèi)部的電壓和電流波形都是在非常短的時間內(nèi)上升和下降的，因此，開關電源本身是一個噪聲發(fā)生源。開關電源的干擾按噪聲源種類分為尖峰干擾和諧波干擾兩種。使電源產(chǎn)生的干擾不至于對電子系統(tǒng)和電網(wǎng)造成危害的根本辦法是削弱噪聲發(fā)生源，或者切斷電源噪聲和電子系統(tǒng)、電網(wǎng)之間的耦合途徑。

本電路中，交流輸入電壓Ui經(jīng)功率二極管整流橋變?yōu)檎颐}動電壓，經(jīng)電容C12平滑后變?yōu)橹绷?，但電容電流的波形不是正弦波而是脈沖波。如圖2所示。

 圖2 電容側(cè)的電流電壓波形

由圖2中電流波形可知，電流中含有高次諧波。大量電流諧波分量流入電網(wǎng)，造成對電網(wǎng)的諧波污染。另外，由于電流是脈沖波，使電源輸入功率因數(shù)降低。

2 EMI的抑制

2.1 高次諧波的抑制

在電路中采用共模扼流圈L11來抑制高次諧波。

對開關電源二根進線而言，存在共模干擾和差模干擾，如圖3(a)及圖3(b)所示。

圖3 電源進線的共模干擾和差模干擾