开关电源的电磁干扰分析及有效的抑制措施

开关电源就是通过对功率晶体管的导通和关断控制，截取幅值与直流输入相等的矩形脉冲，再通过整流和滤波装置输出稳定的直流电压值。 二、开关电源电磁干扰的产生机理

开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分，可分为尖峰干扰和谐波干扰两种；按耦合通道来分，可分为传导干扰和辐射干扰两种。 1、功率开关管开关工作产生的干扰。

开关电源中的功率开关管工作在开关状态，工作时会产生较大的脉冲电压和脉冲电流。由于在脉冲电流和脉冲电压中含有丰富的高次谐波成分，同时又由于功率开关管导通时整流二极管的恢复特性会形成电流振荡，而在整流二极管上产生的浪涌电压。

2、由于二极管的恢复特性产生的干扰。

当二极管进行高频整流时，由于二极管的PN结，正向电流所储存的电荷在加反向电压时不能马上消失，会形成二极管的反向电流。这段时间称为反向恢复时间，这时由于加到二极管的反向电压较大，会产生较大损耗和形成较大的干扰来源。如果二极管在反向电流恢复时的电流变化率di/dt较大，由于电感作用会产生较大的尖峰电压，这就是二极管的恢复噪声。Di/dt较大时称为硬恢复，Di/dt较小时称为软恢复。软恢复既可通过吸收回路实现，也可通过谐振开关技术实现。软恢复对提高开关电源的工作可靠性，减小干扰有很大的好处。由于肖特基二极管没有载流子蓄积效应，所以恢复噪音很小。 3、由整流滤波电路产生的干扰。

由于交流市电输入的开关电源在输入端接有整流滤波电路，整流二极管的导通角很小，使整流电流的峰值很大，这种脉冲状的二极管整流电流也会产生干扰。三、抑制开关管电源电磁干扰的措施

主要有四种方法，即吸收法、屏蔽技术、滤波技术、接地技术。

1、吸收法，即是在开关管的两端并联RC电路，电容的作用就是把电流中的交流成分吸收掉，但是这时的电感和电容相连就会形成LC振荡回路，所以在其中加上一个电阻，主要的作用就是阻尼作用，把LC振荡回路中产生的能量消耗掉。

2、屏蔽技术，因为功率开关管及输出二极管是大功耗器件，为了散热的方便，往往需要散热器或者直接安装在电源底板上，这就使电源底板与器件之间产生了分布电容，分布电容就会把开关电源中的交流信号耦合到其它的电路中，造成干扰，所以在元器件与电源底板之间加一层屏蔽片，防止开关电源的交流成分耦合到其它电路中去。

3、滤波技术，在电路中接入由电感和电容组成的LC滤波器、并联差模电容和共模电容也能有效的滤除共模感扰和差模干扰，共模扼流圈的接入也能有效的抑制共模干扰。在芯片的电源引脚处接滤波电容，在电源的输出端接滤波电容等都能有效的滤除线路中存在的噪声。

4、接地技术，为了防止各种电路在工作中产生相互干扰，使它们能够相互兼容的工作，采用接地技术是非常有效的方法。根据电路的性质，工作地也分为不同的种类，在实际接地中就要把不同的、容易引起干扰的地分开接。

1）交流电源地与直流电源地分开，因为交流电源地中含有的干扰比较多，如果交流电源地与直流电源地接在一处的话，就有可能给直流电源地带来不必要

的干扰。 2）模拟电路与数字电路的电源地分开，模拟电路与数字电路的电源地接在一处的话，就可能形成回路，使数字电路收到模拟电路的干扰。 3）功率地与弱电地分开，功率地就是负载电路或者是功率驱动电路的零电位的公共基准地，负载电路和功率驱动电路的电流较高就导致功率地上的干扰较大，所以把功率地与弱电地分开，避免弱电地收到不必要的干扰。 5、其它措施

1）选用贴片的元件、尽可能的缩短元件的引脚长度、减少元件的分布电容的影响。

2）在VDD和VCC电源端尽可能靠近器件接入滤波电容，以缩短开关电流的流通路径。

3）印刷板布局时，要将模拟电路区与数字电路区合理地分开，电源和地线单独引出，电源供给处汇集到一点；PCB布线时，高频数字信号线要用短线，主要信号线最好集中在PCB板中心，同时电源线尽可能远离高频数字信号线或用地线隔开。

4）根据印刷板的安装方式，把易发热的元器件安装在印制板的上方，利于散热，热敏元件远离发热元件。 5）尽量将相关联的元器件摆放在一起，以避免元器件考的太远而造成印制线过长所带来的干扰。 6）输入信号和输出信号尽量的放置引线端口附近，避免因耦合路径而产生干扰。

7）易受干扰的元器件不能放的太近，输入和输出应尽量的远离，脉冲电流流过的区域远离输入端子。 8）尽量加粗电源线和地线的印制，使电源线和地线的走向和数据传递方向一致。

9）控制回路与输出回路分开，采用单点接地的方式。 10）相邻电路之间不要有过长的平行线。

11）印制导线拐弯处一般取圆弧形，交叉用垂直方式，高频元件周围尽量用栅格状、大面积地箔。

12）电容引线不能过长，尤其是高频旁路电容不能有引线。