小型开关电源的抗电磁干扰设计

刘翔

（合肥工业大学 教育部光伏系统工程研究中心，安徽 合肥 230009）

文中的小型开关电源结构为单端反激式变换器，工作特性为高电压、小功率5～150 W的电源，工作频率在20 kH以上[1]。这种开关电源功率密度大，智能化程度高，体积小，重量轻，在工业、国防、家电上大量使用。但是，该类型开关电源由于其固有的结构特性，它会产生干扰，注入电网并污染电网，影响邻近的电子仪器及设备的正常工作，所以这种电源如果不采取一定的措施就无法应用于一些精密的电子仪器中，因此降低该类型开关电源对外部环境的电磁干扰即EMI，是我们的一个重要的任务。

第二个我们必须解决的问题是其对工作环境的适应性即抗干扰能力。由于该开关电源的工作环境是处于近千伏的电压到几伏的电压信号，从高频到低频信号，还有开关电源的内部电磁的分布相当复杂，它的结构及其内部PCB布线，容易导致该系统工作不稳定，且容易受到外部的浪涌、静电放电、电快速脉冲群的影响，使该开关电源不能精确地工作。

综上所述，我们要求该开关电源必须满足两点要求：1）对周围的电磁环境不造成污染，2）它在现实的电磁工作环境中不至于性能下降或发生故障。

1 开关电源的EMI

开关电源的干扰情况如图1所示。

图1 开关电源的干扰类型Fig.1 Interference type of switching power supply

1）开关电源的工频整流采用桥式整流[2]，如图2所示，大滤波电容充放电，没有PFC，输入电流是一个时间短，峰值很高的周期性尖峰电流，这种畸变的电流含有丰富的高次谐波分量，它们注入电网，引起严重的谐波污染且整流二极管在反向恢复期间会引起高频衰减而产生干扰，另外滤波电容的等效串联电感也会产生干扰。……