开关电源的电磁兼容性设计、测试和典型案例

开关电源的电磁兼容性设计

摘要：系统地分析了开关电源产生噪声的

主要原因及产生噪声的回路和部件，给出了

相应的抗干扰措施，从而提高了形状电源的

电磁兼容性。

关键词：开关电源 噪声 电磁兼容性

开关电源不需要沉重的电源变压器，具有体

积小、重量轻、效率高的优点，且市场上已有成品开关电源集成控制模块，使电源设计、调试简化许多，所以，在大多数的电子设备（如计算机、电视机及各种控制系统）中得到了广泛的应用。然而，开关电源自身产生的各种噪声却形成了一个很强的电磁干扰源。这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强，对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁。因此，只有提高开关电源的电磁兼容性，才能使开关电源在那些对电源噪声指标有严格要求的场下被采用。

1 开关电源产生噪声的原因

开关电源的种类很多，按变换器的电路结构可分为串行联式和直流变换式两种；按激励方式可分为自激和它激两种；按开关管的组合可分为桥式、半桥式、推换式等。但无论体积类型的开关电源都是利用半导体器件的开和关工作的，并以开和关的时间比来控制输出电压的高低。由于它通常在20kHz以上的开关频率下工作，所以电源线路内的dv/dt、di/dt很大，产生很大的浪涌电压、浪涌电流和其它各种噪声。它们通过电源线以

开关电源设计报告

一、 系统原理与理论分析计算

本文以UC3842为核心控制部件，设计一款DC36V~60V输入，DC6.5V/4A输出的单端反激式开关稳压电源。开关电源控制电路是一个电压、电流双闭环控制系统。变换器的幅频特性由双极点变成单极点，因此，增益带宽乘积得到了提高，稳定幅度大，具有良好的频率响应特性。其电路原理图如图1所示。

1、简要介绍其工作原理：

本电路有三部分组成：主电路，控制电路和保护电路。其中主电路采用的是单端反激式电路，它是升降压变换器的推演并加隔离变压器而得。此电路的优点是：电路简单，能高效提供直流输出，且它是所有电路拓扑中输入电压范围最宽的。这对于输入环境恶劣发热负载时比较好的。它的缺点是：输出纹波较大，但这可以通过在输出端增加一级LC滤波器来减小纹波。这种电路通常适合应用在输出功率在250W以下，电压和负载的调整率在5%~8%左右的电路中。反激式电路也有电流连续和电流断续两种工作模式，但值得注意的是反激式电路工作于电流连续模式下会显著降低磁芯的利用率，所以本文设计电路工作在电流断续模式下。

控制电路是开关电源的核心部分，控制的好坏直接影响电路的整体性能，在这个电路中采用的是以UC3842为核心的峰值电流型双闭环控制

电源工程师设计札记（一）：轻松完成电源设计

2012年06月11日 13:45 来源：本站整理 作者：电子大兵 我要评论(2) 标签：电子发烧友网(153)电源设计(170)电源工程师(10)

电子发烧友网按：电源设计对于每个工程师来说都会有点熟悉而又陌生的感觉。如何有效攻克电源设计中遇到的疑难杂症？加强工程师之间沟通，充分利用工程师的设计心得是其中一个有效途径。基于此，电子发烧友网将电子发烧友网读者奉上《电源工程师设计札记》系列大餐，之后还将会推出相关电子书，敬请留意！ 1、如何使过压过流电路保护设计更轻松？

对于大型的控制电路，比如LED灯塔的电源控制线路，其保护以及维修都是一个比较复杂的工程。使用TBU方案，是否可以使过压过流电路保护解决方案设计更轻松呢？ 本文从传统的保护元器件入手，对比传统过流过压保护元器件和TBU方案的工作方式，深度解析TBU与传统过压过流电路保护元件的区别及其应用限制，为广大电子工程师探索过压过流电路保护方案轻松设计之道。 保护元器件的分类

保护电子元器件主要分成两大块，如图所示，一块是过流保护，一块是过压保护。

相对过压的保护元件，过流的保护元件主要分成图示上部分的几块，右边的元件反

开关电源电磁干扰抑制技术

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开关电源电磁干扰抑制技术

于淑芳,何忠跃,徐红丽

(湖南信息职业技术学院,湖南望城　410200)

摘　要:为了抑制开关电源电磁干扰对电源本身、电网及周围环境的影响,设计者从干扰源、传播途径和受扰设备这三要素入手,分别采用有源滤波技术、屏蔽和接地技术、PC B 设计技术、扩频调制技术等来抑制电磁干扰,对抑制电路中的传导干扰和辐射干扰起到了明显的效果,达到了改善开关电源电磁兼容性能的目的。也为工程设计人员提供了理论参考。

关键词:开关电源;电磁干扰;滤波;屏蔽

中图分类号:TP274　　　　　文献标识码:A 　　　　　文章编号:10042373X (2010)1020193203

Suppression T echnique of Electromagnetic Interference in Switching Pow er Supply

YU Shu 2fang ,H E Zhong 2yue ,XU H

开关电源测试规范 ——trappedwolf

一．测试项目

测试 项目 定义 测试条件 说明 电源的输入I/P：Nomina 功率： Pi=Ui*Iidt = O/P:Min./HalfVrms *Arms /Full Load *Power Facto 输入功率* r(watt) 即为Ta:25℃ 对一周期内其输入电压与电流乘积之积分值。 电源供应器I/P：Nomina 的效率之定 义为：η=Vo* O/P:Min./HalfIo / Pin即为/Full Load 电源效率* 输出功率与 输入功率之Ta:25℃ 比值。 输入电压在I/P：Nominal 额定范围内 变化时，输出O/P:Min./Half/F电压之变化ull Load 率。 负载调整率* Ta:25℃ 需注意的是Watt≠Vrms*Arms而是Watt=Vrms*Armsx*P.F其中P.F.为功率因数。Power Factor其功率因数为1～0之间。 Min：最小负载，取10%FULL Load Half：半载 Full：满载 效率提供对电源供应器正确工作的验证，若效率超过规定范围，即表示设计或零件材料上有问题，效率太低时会导致散热增加而影响其使用

电源设计验证测试规范 4/20/2013 Rev: 1.1 页码1/13 制作 确认 批准

电源设计验证测试规范

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电源设计验证测试规范 4/20/2013 Rev: 1.1 页码2/13 目录

一、 目的 ..............................................................................................................................3 二、 范围 ..............................................................................................................................3 三、 权责 .........

深圳市瀚强科技有限公司

东莞市强瀚电子有限公司 开关电源环境可靠性测试规范 1.0

目的：

统一定义本司电源产品的环境可靠性测试方法与标准，给电源的测试提供一个方法依据,从而使电源的测试能够正确、准确地进行。 2.0 适用范围：

适用于测试工程师、技术员和工程测试人员对本司所有电源类产品的环境可靠性验证. 3.0 定义 略. 4.0 权责：

测试组：测试工程师技术员对各阶段进行可靠性验证，并提供可靠性验证报告 研发组：针对测试组在测试验证过程中出现的问题点进行改善 5.0 程序内容： 5.1 低温启动 5.1.1 测试条件

5.1.1.1 输入电压：输入下限电压、额定电压、上限电压. 5.1.1.2 负载条件：满载、轻载（选用条件） 5.1.1.3 环境温度：EUT要求最低工作环境温度。 5.1.1.4 持续时间：≥0℃2Hrs；＜0℃4Hrs 5.1.2 测试设备 5.1.2.1 交流源

5.1.2.2 电子负载（可用电阻负载代替） 5.1.2.3 恒温恒湿箱 5.1.3 测试方法与步骤

5.1.3.1 接线图如下，按照线路图连接设备：

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并联式开关电源

开关电源设计技巧连载六：并联式开关电源

1-4．并联式开关电源

并联式开关电源的工作原理比较简单，工作效率很高，因此应用很广泛，特别是在一些小电子产品中，并联式开关电源作为DC/DC升压电源应用最广。例如，很多使用干电池的手提式电器，由于干电池的电压一般只有1.5V或3V，为了提高工作电压，都是使用并联式开关电源把工作电压提高一倍。并联式开关电源的缺点是输入与输出共用一个地，因此，容易产生EMI干扰。

1-4-1．并联式开关电源的工作原理

eL = Ldi/dt = Ui —— K接通期间 图1-11-a是并联式开关电源的最简单工作原理图，图1-11-b是并联式开关电源输出电压的波形。图1-11-a中Ui是开关电源的工作电压，L是储能电感，K是控制开关，R是负载。图1-11-b中Ui是开关电源的输入电压，Uo是开关电源输出的电压，Up是开关电源输出的峰值电压，Ua是开关电源输出的平均电压。

当控制开关K接通时，输入电源Ui开始对储能电感L加电，流过储能电感L的电流开始增加，同时电流在储能电感中也要产生磁场；当控制开关K由接通转为关断的时候，储能电感会产生反电动势，反电动势产生电流的方向与原来电流的方向相同，因此，在负载上会产生很高的

第7章 开关电源闭环设计

除了磁元件设计以外，反馈网络设计也是开关电源工程师了解最少、且非常麻烦的工作。它涉及到控制理论、模拟电子技术、计算机技术、电路结构具体安排和测量等相关知识。由于设计基础知识面广，电源工程师在实际电源研发和调试中往往凭经验决定和调整校正参数。由于经验的局限性，处理稳定性问题是十分痛苦的过程。即使利用数字仿真技术，常常由于建立的模型与实际电路参数相差很大，结果有时也是南辕北辙，还要通过试验验证修改。本章试图从负反馈自激振荡基本原理，相关电路频率特性等基础知识，提供开关电源闭环稳定的实际解决途径。

我们在第二章第一个功率电路拓扑就是Buck变换器，图 S L C 7-1是其反馈控制原理图。虚线方框内为控制集成芯片原理电 R

1路，控制芯片在第6章介绍，与闭环有关的仅误差放大器和 Ui

精品文档

开关电源的纹波和噪声(图)

开关电源（包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、AC/DC模块和DC/DC模块）与线性电源相比较，最突出的优点是转换效率高，一般可达80%～85%，高的可达90%～97%；其次，开关电源采用高频变压器替代了笨重的工频变压器，不仅重量减轻，体积也减小了，因此应用范围越来越广。但开关电源的缺点是由于其开关管工作于高频开关状态，输出的纹波和噪声电压较大，一般为输出电压的1%左右（低的为输出电压的0.5%左右），最好产品的纹波和噪声电压也有几十mV；而线性电源的调整管工作于线性状态，无纹波电压，输出的噪声电压也较小，其单位是μV。

本文简单地介绍开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法、测量装置、测量标准及减小纹波和噪声的措施。

纹波和噪声产生的原因

开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面有些交流成分，这就是纹波和噪声造成的。纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。每一个开、关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。

噪声的产生原因有两种，一种是开关