形成开关电源电磁干扰的三要素及解决方案

开关电源中常用的几种抑制电磁干扰的措施形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。

因而,抑制电磁干扰也应该从这三方面着手。

首先应该抑制干扰源,直接消除干扰原因;其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,切断电磁干扰的传播途径（见图2）;第三是提高受扰设备的抗扰能力,减低其对噪声的敏感度。

目前抑制干扰的几种措施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，它们确是行之有效的办法。

常用的方法是屏蔽、接地和滤波。

图1 共模干扰采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。

例如,功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗,为了散热往往需要安装散热器或直接安装在电源底板上。

器件安装时需要导热性能好的绝缘片进行绝缘,这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容,开关电源的底板是交流电源的地线,因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰,解决这个问题的办法是采用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断了射频干扰向输入电网传播的途径。

为了抑制开关电源产生的辐射,电磁干扰对其他电子设备的影响,可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体,就能对电磁场进行有效的屏蔽。

电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。

例如,静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰;电磁屏蔽用的导体原则上可以不接地,但不接地的屏蔽导体时常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应,所以仍以接地为好,这样使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用。

电路的公共参考点与大地相连,可为信号回路提供稳定的参考电位。

因此,系统中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线后,最终都与大地相连.在电路系统设计中应遵循“一点接地”的原则,如果形成多点接地,会出现闭合的接地环路,当磁力线穿过该回路时将产生磁感应噪声,实际上很难实现“一点接地”。

因此,为降低接地阻抗,消除分布电容的影响而采取平面式或多点接地,利用一个导电平面(底板或多层印制板电路的导电平面层等)作为参考地,需要接地的各部分就近接到该参考地上。

开关电源产生干扰的四条主要原因1.开关电源本身的电磁干扰：开关电源采用高频开关器件进行开关操作，这会引起较高频率的电流和电压波形，并产生大量的电磁噪声。

这些高频噪声会通过电源线、输入滤波器和输出滤波器等途径进入其他电路和设备，引起干扰。

2.输入电源的电磁干扰：不同的设备可能共享相同的输入电源线路，当一个设备使用开关电源时，其产生的高频电磁噪声会通过共享的电源线路传播给其他设备，从而对它们产生干扰。

3.输出线路干扰：开关电源输出端连接的电源线路和负载线路也可能成为干扰源。

由于开关电源的开关操作会引起电流和电压的突变，这可能会在输出线路中产生较大的尖峰电流和瞬时电压斜率，同时伴随着较高频率的电流波形，进而对连接的负载产生干扰。

4.开关电源引起的电磁互感干扰：由于开关电源中的高频开关操作，其导线和电感元件之间会产生一定强度的电磁场。

当这些元件和其他线路或元件之间存在电磁耦合时，会发生电磁互感干扰。

这种耦合可能发生在电源线、输出线路和周围环境中，通过干扰线路中的电感元件或导线，引起其上产生的感应电流或感应电压，从而产生干扰。

为了减少开关电源产生的干扰，可以采取以下措施：1.优化开关电源的设计：通过合理选择高频开关器件和合适的电源变压器，以减少开关操作时产生的电磁噪声。

2.加强输入滤波：在开关电源的输入端添加滤波电路，能够有效滤除输入电源中的高频噪声，减少其对其他设备的干扰。

3.加强输出滤波：在开关电源的输出端添加输出滤波器，可以滤除输出线路中的高频噪声和尖峰电流，减少对连接设备的干扰。

4.电磁屏蔽措施：对开关电源所在的外壳进行屏蔽处理，防止其产生的电磁辐射波传播到周围环境中。

总之，开关电源产生的干扰主要与其本身设计和工作原理有关，通过合理设计、滤波和屏蔽措施，可以有效减少这些干扰，并保证设备的正常运行。

开关电源电磁干扰的抑制措施及应用摘要本文先分析了开关电源的工作原理、EMI的特点，并结合PDM智能电力综合监控仪表就如何进行有效的开关电源电磁干扰抑制措施，即电磁兼容性设计进行了分析，并提出一些参考建议。

关键词开关电源；电磁干扰；电磁兼容性设计1 概述由于开关电源的电磁干扰EMI信号输出既能有很宽的频率范围，又具有一定的幅度，经传导和辐射后会污染电磁环境，对通信设备和电子产品造成干扰。

因此，如何进行电磁兼容性设计，有效地抑制开关电源的电磁干扰，对保证电子系统的正常稳定运行具有重要意义。

2 开关电源的电磁干扰2.1 开关电源的工作原理直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。

功率转换部分是开关电源的核心，主要由开关三极管和高频变压器组成。

它首先将工频交流电整流为直流电，然后经过开关管的控制变为高频，最后经过整流滤波电路输出，得到稳定的直流电压（其原理图及等效原理框图如图1所示）。

2.2 电磁干扰EMI的特点作为工作于开关状态的能量转换装置，开关电源的电压、电流变化率很高，产生的干扰强度较大，干扰源主要集中在开关管、输出二极管和高频变压器等。

同时，杂散电容会将电网的噪声传导到电子系统的电源而对电子线路的工作产生干扰。

相对于数字电路干扰源的位置较为清楚，开关频率不高（从几十千赫和数兆赫兹），主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰；PCB走线因需采用手工调整，具有随意性，这更增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。

3 电磁兼容性EMC设计图1电磁兼容性EMC设计包括两层含义，一是设备在工作中产生的电磁辐射必须限制在一定水平内，二是设备本身要有一定的抗干扰能力。

形成电磁干扰的三要素是干扰源、耦合通道、敏感体。

因而，抑制电磁干扰即进行电磁兼容性EMC设计首先应该抑制干扰源，直接消除干扰原因；其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射，切断电磁干扰的传播途径；第三是提高受扰设备的抗扰能力，减低其对噪声的敏感度。

从电磁干扰三要素解决电磁干扰的思路
电磁干扰是指电子设备与外界的电磁场发生相互作用，导致设备
性能受到不良影响的现象。

解决电磁干扰需要注意以下三个要素：
1. 发射源控制
发射源是指电子设备所产生的电磁信号。

要控制电子设备的电磁
信号发射，可以采取以下方法：使用屏蔽措施将信号包裹在设备内部，减少信号泄漏；优化设计，降低信号噪声；使用低干扰引脚，减少信
号干扰；在关键部位上添加衰减器或者滤波器，降低发射的电磁干扰。

2. 传输渠道控制
传输渠道是指电磁信号在空气、电线、电缆等传输介质中传播的
过程。

要控制电磁信号在传输渠道中的干扰，可以采取以下方法：选
择合适的传输介质，在设计传输系统时选择合适的传输介质；在传输
渠道上增加屏蔽措施来削弱信号功率并降低电磁干扰；使用合适的信
号调制技术来提高传输质量。

3. 接收器控制
接收器是指接收电子设备发射的电磁信号的设备。

要控制接收器
对电磁信号产生的干扰，可以采取以下方法：在接收设备中加入反干
扰电路，使其能够自动屏蔽噪声直到信号消失；增加滤波器或者放大
器来提高接收设备的接收性能；在接收设备周围加入屏蔽装置以减少
外部电磁干扰。

综上所述，要解决电磁干扰问题，需要控制发射源、传输渠道和
接收器三个要素，并且采取适当的技术措施。

电磁干扰解决方案第1篇电磁干扰解决方案一、背景随着电子信息技术的高速发展，电磁干扰（Electromagnetic Interference, EMI）问题日益凸显，对各类电子设备的正常运行及人类健康造成潜在影响。

本方案旨在针对当前面临的电磁干扰问题，提供一套合法合规的解决策略。

二、目标1. 降低电磁干扰对电子设备的影响，确保设备正常运行。

2. 满足国家相关法规及标准要求，保障人类健康。

3. 提高电磁兼容性，降低故障率和维修成本。

三、解决方案1. 电磁干扰源识别（1）现场勘查：对疑似存在电磁干扰的场所进行现场勘查，了解其周围环境、设备布局等情况。

（2）电磁干扰源定位：利用专业的电磁干扰检测设备，对干扰源进行定位。

（3）数据分析：对检测数据进行详细分析，确定干扰源类型、强度等信息。

2. 电磁干扰抑制（1）设备选型：选择具有良好电磁兼容性的设备，从源头上降低电磁干扰。

（2）屏蔽：采用屏蔽材料或屏蔽结构，减少电磁波的辐射和传播。

（3）滤波：在设备电源输入和输出端安装滤波器，降低电磁干扰。

（4）接地：合理设计接地系统，降低设备间的干扰。

（5）布线优化：优化设备布线，避免长距离平行布线，减少电磁干扰。

3. 法规遵循与检测（1）法规遵循：根据国家相关法规和标准，确保电磁干扰解决方案的合法合规性。

（2）检测与评估：定期对电磁干扰抑制效果进行检测，评估是否符合相关标准。

4. 培训与宣传（1）培训：对相关人员进行电磁兼容知识培训，提高其对电磁干扰的认识。

（2）宣传：加强电磁干扰防护意识，提高全体员工的电磁兼容素养。

四、实施与监督1. 成立专项小组，负责电磁干扰解决方案的制定、实施和监督。

2. 制定详细的实施计划，明确责任人和时间节点。

3. 定期对实施进度和效果进行评估，及时调整方案。

4. 加强与相关部门的沟通协调，确保方案的有效实施。

五、总结本方案针对电磁干扰问题，提出了包括电磁干扰源识别、电磁干扰抑制、法规遵循与检测、培训与宣传等方面的解决方案。

开关电源EMC的三个规律及三个要素深圳市森树强电子科技有限公司1、EMC三个重要规律1.1、环路电流频率f越高，引起的EMI辐射越严重，电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。

减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要途径之二，就是想方设法减小骚扰源高频电流频率f，即减小骚扰电磁波的频率f。

1.2、EMC费效比关系规律： EMC问题越早考虑、越早解决，费用越小、效果越好。

在新产品研发阶段就进行EMC设计，比等到产品EMC测试不合格才进行改进，费用可以大大节省，效率可以大大提高;反之，效率就会大大降低，费用就会大大增加。

经验告诉我们，在功能设计的同时进行EMC设计，到样板、样机完成则通过EMC测试，是最省时间和最有经济效益的。

相反，产品研发阶段不考虑EMC，投产以后发现EMC不合格才进行改进，非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费，甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷，无法实施改进措施，导致产品不能上市。

1.3、高频电流环路面积S越大, EMI辐射越严重。

高频信号电流流经电感最小路径。

当频率较高时，一般走线电抗大于电阻，连线对高频信号就是电感，串联电感引起辐射。

电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的，最恶劣的情况就是开路之天线形式。

对应处理方法就是减少、减短连线，减小高频电流回路面积，尽量消除任何非正常工作需要的天线，如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。

减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一，就是想方设法减小高频电流环路面积S。

2、EMC问题三要素开关电源及数字设备由于脉冲电流和电压具有很丰富的高频谐波，因此会产生很强的辐射。

电磁干扰包括辐射型(高频) EMI、传导型(低频)EMI，即产生 EMC问题主要通过两个途径:一个是空间电磁波干扰的形式;另一个是通过传导的形式，换句话说，产生EMC问题的三个要素是：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。

开关电源的抗干扰解决方法（3）开关电源的抗干扰解决方法图4 高频工作下的元件频率特性2 开关电源emi抑制措施电磁兼容的三要素是干扰源、耦合通路和敏感体，抑制以上任何一项都可以减少电磁干扰问题。

开关电源工作在高电压大电流的高频开关状态时，其引起的电磁兼容性问题是比较复杂的。

但是，仍符合基本的电磁干扰模型，可以从三要素入手寻求抑制电磁干扰的方法。

2.1 抑制开关电源中各类电磁干扰源为了解决输入电流波形畸变和降低电流谐波含量，开关电源需要使用功率因数校正（pfc）技术。

pfc技术使得电流波形跟随电压波形，将电流波形校正成近似的正弦波。

从而降低了电流谐波含量，改善了桥式整流电容滤波电路的输入特性，同时也提高了开关电源的功率因数。

软开关技术是减小开关器件损耗和改善开关器件电磁兼容特性的重要方法。

开关器件开通和关断时会产生浪涌电流和尖峰电压，这是开关管产生电磁干扰及开关损耗的主要原因。

使用软开关技术使开关管在零电压、零电流时进行开关转换可以有效地抑制电磁干扰。

使用缓冲电路吸收开关管或高频变压器初级线圈两端的尖峰电压也能有效地改善电磁兼容特性。

输出整流二极管的反向恢复问题可以通过在输出整流管上串联一个饱和电感来抑制，如图5所示，饱和电感ls与二极管串联工作。

饱和电感的磁芯是用具有矩形bh曲线的磁性材料制成的。

同磁放大器使用的材料一样，这种磁芯做的电感有很高的磁导率，该种磁芯在bh曲线上拥有一段接近垂直的线性区并很容易进入饱和。

实际使用中，在输出整流二极管导通时，使饱和电感工作在饱和状态下，相当于一段导线；当二极管关断反向恢复时，使饱和电感工作在电感特性状态下，阻碍了反向恢复电流的大幅度变化，从而抑制了它对外部的干扰。

图5 饱和电感在减小二极管反向恢复电流中的应用2.2 切断电磁干扰传输途径——共模、差模电源线滤波器设计电源线干扰可以使用电源线滤波器滤除，开关电源emi滤波器基本电路如图6所示。

一个合理有效的开关电源emi滤波器应该对电源线上差模干扰和共模干扰都有较强的抑制作用。

抑制电源模块电磁干扰的几点对策如何抑制电磁干扰，一直都是开关电源模块设计中不可忽视的问题，其不仅关系到电源模块本身的可靠性，也关系到整个应用系统的安全和稳定性。

全面抑制开关电源模块的各种噪声干扰才会使开关电源模块得到更广泛的应用。

一、电磁干扰的定义电磁干扰（Electro Magnetic Interference，简称EMI）是指任何在传导或电磁场伴随着电压、电流的作用而产生会降低某个装置、设备或系统的性能，或可能对生物或物质产生不良影响之电磁现象。

二、电磁干扰的产生1、电磁干扰的产生骚扰源、敏感设备与耦合途径并称电磁干扰三要素。

对于开关电源模块来说，噪声的产生在于电流或电压的急剧变化，即di/dt或 dv/dt很大，因此高功率和高频率运作的器件都是 EMI 噪声的来源。

具体来说，其来源主要有：(1) 外界耦合的干扰(主要在输入端和输出端产生)；(2) 开关管；(3) 变压器；(4) 二极管；(5) 储能电感；(6) PCB板布局和走线不合理从而产生的回路干扰。

三、抑制电磁干扰的对策人们总是想方设法地将电磁干扰三要素之中的一个去掉：屏蔽掉骚扰源、隔离开敏感设备或者切断耦合途径。

从能量的角度来讲，电磁干扰是一种能量，无法不让它产生，只有用一定的办法去减小其对系统的干扰。

可用到的方法可分为两大类：一种是让能量泄放掉；另一种是把能量给挡在外部。

可以说一种方法是减小其产生的幅度，另一种则切断其传播途径。

下面针对具体的方面一一分析：1、外界干扰的耦合(输入端和输出端)(1)输入端输入端是整个电源的入口处，电源内部的噪声也可由此传播到外部，对外界造成干扰。

通常采用的策略是在输入加X电容、Y电容、差模电感和共模电感对噪声和干扰进行过滤。

图1就是一种比较常见的EMI滤波电路。

图1 EMI滤波电路其中L1、CY1和CY2组成的滤波电路可以抑制电源线上存在的共模干扰信号。

当有共模干扰电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模干扰。