韩 晓

（广州海格通信集团股份有限公司，广东 广州 510663）

0 引 言

随着经济的发展和人们生活水平的提高，各种电器的使用越来越广泛，开关电源成为人们生产和生活不可或缺的常见设备之一。随着经济水平和科学技术的发展，开关电源技术不断更新和完善，在各个行业得到了应用广泛，效率和质量显著提升。在开关电源的实际应用中，人们对电源的稳定性和安全性能要求越来越高。但是，由于开关电源自身元件和电子电路的特殊性，难以避免在实际使用过程中发生电磁干扰现象。如果不采取合理的措施抑制和消除这一问题，不仅会严重影响电网和通信设备的正常运行，而且会影响电子元件甚至是电子设备。因此，在实际使用过程中，应加强对开关电源工作原理的研究，并探究其可能出现电磁干扰的原因，针对性地提出一系列抑制和消除举措，以保证开关电源应用的安全性和稳定性。

1 电磁干扰机理及危害分析

1.1 电磁干扰机理

在开关电源的实际使用过程中，各种电路之间的信号和噪音等会对电气设备产生一定的影响。尤其是电器通道实际流通过程中，这些因素会对其产生严重干扰。此外，开关电源的正常工作过程中会受到自身电子元件和零部件的影响，使其本身产生强大的干扰，进而使电气设备发生电磁干扰现象。开关电源在使用中电压和电流会发生不断变化，所以在各个电气元件之间也会产生电磁干扰[1]。

1.2 电磁干扰的危害

首先，开关电源内部产生的电磁干扰会辐射到其他线路，影响开关电源的正常使用，甚至导致其他电气设施无法正常工作，严重影响开关电源的运行效果和运行质量。对于大功率的电子设备影响更严重，尤其是高频设备。其次，开关电源产生的电磁辐射会严重破坏电器周围的环境，严重危害动植物的健康，可能会导致动植物的基因突变，破坏生态环境。最后，开关电源产生的电磁辐射对于人体尤其是工作人员存在严重危害。电磁辐射会极大地影响人类的中枢神经系统，而长期受电磁辐射影响，会使人出现神经系统失调等问题。

2 开关电源电磁干扰形成原因

2.1 高频变压器产生的电磁干扰

开关电源的主要组成部分包括变压器初级线圈、开关管以及滤波电容。从构成来看，高频开关电源一旦正常工作，就会产生高频开关电流环路，无法避免会产生一定的空间辐射。如果开关电源在工作过程中电容量不足或者电容的滤波性能不佳，高频电流会受到电容高频阻抗的作用，最终传输到交流电源产生严重的电磁干扰现象，严重影响开关电源的正常工作[2]。

2.2 开关管形成的电磁干扰

在开关电源中最重要的部件是开关管。该部件是电磁干扰产生的重要部位之一，作用是整流。通过开关管的整流，开关电源的电力频率大幅提高，然后经过整流谐波的作用，进行进一步的电路进程处理，以保证输出直流稳定电压。传统的开关电源在使用过程中启动时间较短，能够借助小电荷的功率管实现小电荷的存储。但是，这会使开关管在功能实现的过程中产生较强的谐波干扰。开关管在连接和断开高频电压和切换电压的过程中也会产生高频电流产生电流干扰，影响开关电源的正常工作。

2.3 整流电路形成的电磁干扰

开关电源的主要电路部分是整流电路。整流电路的正常工作中，二极管是正向导通的。此时，二极管两端的电压会明显上升，使得PN结电荷大量聚集，对正向电流产生影响，使其数值增大。变压器次级线圈的开关管高频率转换过程中，二极管的PN结在短时间内会发生高频变化导致电流反转。该过程中高频电流会发生衰减和振荡而出现电磁干扰，影响开关电源的正常工作[3]。

2.4 交流输入回路形成的干扰

如果开关电源的输入端整流管处于反向恢复状态，也会发生高频电流的衰减和振荡，出现电磁干扰现象。开关电源的正常工作过程中，谐波干扰和尖峰干扰不可避免。所以，在使用过程中，这些干扰会通过输入和输出线路逐渐向外扩散，对开关电源产生干扰，即常见的传导干扰。

3 开关电源电磁干扰的抑制技术分析

目前，要对开关电源的电磁干扰进行抑制，可以从3个方面进行分析和合理抑制：要减少开关电源电磁干扰的来源；要有效切断开关电源电磁干扰的信号传导路径；要采取合理措施提高电容的抗干扰性能。制定科学的开关电源电磁干扰抑制措施后，需结合实际情况对抑制技术效果进行调研和分析，针对分析结果不断更新和完善开关电源电磁干扰抑制技术。

3.1 滤波技术

可以在电源的输入和输出端接上滤波器来减少电源产生的干扰信号，且能有效防止电网的噪声信号对电源产生损害。传导干扰指在电源输入端产生的干扰信号传导到电网，常见传导干扰有共模干扰和差模干扰两种。其中，共模干扰是信号线和地之间的传输，是非对称性干扰；差模干扰是空间磁场由于信号间的涡河感应或者不平衡电路的转换过程产生的，主要在信号线之间传输，是对称性干扰。因此，可以通过合理加装滤波器的方式，有效抑制干扰信号的传播。

如图1所示，在电源输入端接入EMI滤波器，交流电流会在磁芯中产生相反的磁通，对共模干扰起到良好的抑制作用。选择参数合适的滤波器，对开关电源产生的传导干扰能起到良好的抑制作用[4]。

图1 EMI滤波电路

3.2 软开关抑制技术

开关电源的开关技术较硬，所以合理应用软开关抑制技术能够很好地减少开关电源的电磁干扰。软开关抑制技术利用了谐振等相关控制技术，在应用中属于较小型，能够良好兼容于电磁系统。软开关开关过程中的电压、电流变化如图2所示。

图2 软开关开关过程

结合实际应用效果来看，应用软开关抑制技术不仅能够有效降低电池的损耗，而且能够减少开关电源的噪声，提高了开关电源的使用频率。软开关技术在应用过程中还需结合多种技术，并有效组接各种物理零件。通过一系列设备和技术保证软开关抑制技术，能够有效控制开关电源。软开关控制技术的应用还能够有效减少电压和电流的重叠，大幅减少开关电源的噪声。

3.3 开关频率调制技术

合理应用开关频率调制技术要充分认识和理解该技术设计的开关频率调制等相关概念。采用随机频率控制法指在开关电源键格之间加入分量，这个分量是随机扰动的，保证各个频点的噪声能量能够得到有效的分散。开关频率调制技术的应用不会影响变换器的正常工作，能够有效抑制开关电源的电磁干扰[5]。

3.4 屏蔽抗干扰抑制技术

开关电源在实际的应用和工作中会产生一定范围的电场和磁场。所以，要进行开关电源的电磁干扰抑制可以考虑采取合理手段进行有效隔离，在电磁干扰产生的位置和受干扰物之间进行有效屏蔽。常见的屏蔽抗干扰抑制技术主要有两种方式。一种是利用静电屏蔽，借助静电场的阻抗和恒定电场干扰来有效屏蔽电磁干扰。另一种是电磁屏蔽，通过选用合理的电磁波使电磁波产生变化，有效减少开关电源的电磁干扰，从而屏蔽电器设备受到的电磁干扰[6]。

4 结 论

开关电源广泛应用在日常生产和生活中，在工业、军事、医疗以及航空等各个领域承担着重要角色。虽然目前开关电源的应用技术不断进步，但是在实际应用中仍存在着电磁干扰问题。尤其是在高压和大功率电气设备应用中，开关电源难以避免电磁干扰问题。既要求它保证较大的开关频率，还要保证能满足大功率要求，需要相关工作人员密切关注电磁干扰问题，保证开关电源能够正常工作。本文针对这一问题进行初步分析和电磁干扰抑制技术的探讨，希望能够为电磁干扰抑制屏蔽工作开展提供一定的参考，以保证电器设备的稳定和高效运行。