电磁兼容性问题在高频开关电源设计中的研究

摘要：对开关电源的组成及工作原理的描述，从开关电源的组成部分;，分析了电磁干扰所产生的建议的机制应采取相应的惩罚措施，讨论了电磁兼容的设计，需要注意的问题。

开关电源，比线性稳压电源的功耗，效率高，体积小，重量轻，监管机构广泛等诸多优点，已广泛应用于电脑及周边设备，通信，自动化，家庭电器家电等领域。但缺点是开关电源，可产生强烈的突出电磁干扰（EMI）。电磁干扰信号的传导和辐射两个较宽的频率范围，有一定程度，将污染的通信设备和电子产品的电磁环境的破坏。如果处理不当，开关电源本身将成为骚扰源。目前，电子产品，电磁兼容性（EMC）越来越多的关注，抑制开关电源的电磁干扰的供应，提高电子产品的质量符合EMC标准，电子产品的设计已成为一个日益受到关注。

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1.1 组成

开关电源的组成框图如图1所示，它由以下几个部分组成：

1）主电路 包括输入滤波器、整流与滤波、逆变、输出整流与滤波；

2）控制与保护电路；

3）检测与显示电路 除了提供保护电路所需的各种参数外，还提供各种显示数据；

4）辅助电源。

图2

    1.2 开关稳压电源原理

开关稳压电源电路如图2所示。图2中的开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在K接通时，输入电源Vin通过K和滤波电路供电给负载RL，当K断开时，输入电源Vin便中断了能量的提供。可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。图2中，由储能电感L、滤波电容C2和续流二极管D组成的电路，就具有这种功能。在AB间的电压平均值VAB可用式（1）表示。

VAB=Vinton/T=DVin    （1）

式中：ton为K导通时间；

T为K工作周期；

D为占空比，D=ton/T。

由式（1）可知，改变D，即可改变VAB。因此，随着负载及输入电源电压的变化调整D便能使输出电压Vo维持不变。这种控制方法称为时间比率控制（Time Ratio Control,缩写为TRC）。按TRC原理，它有3种方式：

1）脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，缩写为PWM） 其开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式；

2）脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation，缩写为PFM） 导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式；

3）混合调制 导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式，它是以上二种方式的结合。