开关电源产生电磁干扰的原因是什么？

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开关电源是一种应用功率半导体器件并综合电力变换技术、电子电磁技术、自动控制技术等的电力电子产品。因其具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、工作稳定、安全可靠以及稳压范围宽等优点，而被广泛应用于计算机、通信、电子仪器、工业自动控制、国防及家用电器等领域。但是开关电源瞬态响应较差、易产生电磁干扰(EMD，且EMI信号占有很宽的频率范围，并具有一定的幅度。这些EMI信号经过传导和辐射方式污染电磁环境，对通信设备和电子仪器造成干扰，因而在一定程度上限制了开关电源的使用。; S5 ?- }* O2 [8 d4 h0 I
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5 X0 N3 E3 O- y5 a4 y开关电源产生电磁干扰的原因& s% R2 l1 k# _  s$ a, ]! r8 t
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电磁干扰 (EMI，ElectromagneticlnteRFerence)是一种电子系统或分系统受非预期的电磁扰动造成的性能损害。它由三个基本要素组成:干扰源，即产生电磁干扰能量的设备;藕合途径，即传输电磁干扰的通路或媒介;敏感设备，即受电磁干扰而被损害的器件、设备、分系统或系统。基于此，控制电磁干扰的基本措施就是:抑制干扰源、切断祸合途径及降低敏感设备对干扰的响应或增加电磁敏感性电平。3 O7 _- l; z3 ]  X
7 J! v* R+ _3 S' s根据开关电源工作原理知:开关电源首先将工频交流电整流为直流电，再逆变为高频交流电，最后经过整流滤波输出，得到稳定的直流电压。在电路中，功率三极管、二极管主要工作在开关管状态，且工作在微秒量级;三极管、二极管在开一闭翻转过程中，在上升、下降时间内电流变化大、易产生射频能量，形成干扰源。同时，由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰，也会形成潜在的电磁干扰。
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开关电源通常工作在高频状态，频率在02 kHz以上，因而其分布电容不可忽略。一方面散热片与开关管的集电极间的绝缘片，由于其接触面积较大，绝缘片较薄，因此，两者间的分布电容在高频时不能忽略，高频电流会通过分布电容流到散热片上，再流到机壳地，产生共模千扰;另一方面脉冲变压器的初次级之间存在着分布电容，可将初级绕组电压直接祸合到次级绕组上，在次级绕组作直流输出的两条电源线上产生共模干扰。, N* J0 M9 G9 H) w% _5 U% ^- M4 z

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2 D* i2 C" }. s! ?8 ~& ~因此 ，开关电源中的干扰源主要集中在电压、电流变化大，如开关管、二极管、高频变压器等元件，以及交流输人、整流输出电路部分。+ A5 @- z4 G6 @9 v, T0 M1 F$ F

1 N  M  X; \0 A( \# b/ f0 d0 X抑制开关电源电磁干扰的措施
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) q3 F$ J5 |! U4 \& M通常开关电源EMI控制主要采用滤波技术、屏蔽技术、密封技术、接地技术等。EMI干扰按传播途径分为传导干扰和辐射干扰。开关电源主要是传导干扰，且频率范围最宽，约为10kHz一30MHz。抑制传导干扰的对策基本上10kHz一150kHz、150kHz一10MHz、10MHz以上三个频段来解决。10kHz一150kHz范围内主要是常态干扰，一般采用通用LC滤波器来解决。150kHz一10 MHz范围内主要是共模干扰，通常采用共模抑制滤波器来解决。10MHz以上频段的对策是改进滤波器的外形以及采取电磁屏蔽措施。
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