開關(guān)電源噪聲的產(chǎn)生原因及抑制方法
交流電輸入開關(guān)電源后，由橋式整流器V1～V4整理成直流電壓Vi加在高頻變壓器的初級L1和開關(guān)管V5上。開關(guān)管V5的基極輸入一個(gè)幾十到幾百千赫的高頻矩形波，其重復(fù)頻率和占空比由輸出直流電壓VO的要求來確定。被開關(guān)管放大了的脈沖電流由高頻變壓器耦合到次級回路。高頻變壓器初次級匝數(shù)之比也是由輸出直流電壓VO的要求來確定的。高頻脈沖電流經(jīng)二極管V6整流并經(jīng)C2濾波后變成直流輸出電壓VO。因此開關(guān)電源在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)都將產(chǎn)生噪聲，形成電磁干擾。
�。�1）高頻變壓器初級L1、開關(guān)管V5和濾波電容C1構(gòu)成的高頻開關(guān)電流環(huán)路，可能
會(huì)產(chǎn)生較大的空間輻射。如果電容器濾波不足，則高頻電流還會(huì)以差模方式傳導(dǎo)到輸入交流電源中去。如圖1中的I1 。
�。�2）高頻變壓器次級L2、整流二極管V6、濾波電容C2也構(gòu)成高頻開關(guān)電流環(huán)路會(huì)
產(chǎn)生空間輻射。如果電容器濾波不足，則高頻電流將以差模形式混在輸出直流電壓上向外傳導(dǎo)。如圖1中的I2 。
�。�3）高頻變壓器的初級和次級間存在分布電容Cd，初級的高頻電壓通過這些分布電
容將直接耦合到次級上去，在次級的二條輸出直流電源線上產(chǎn)生同相位的共模噪聲。如果二根線對地阻抗不平衡，還會(huì)轉(zhuǎn)變成差模噪聲。
�。�4）輸出整流二極管V6會(huì)產(chǎn)生反向浪涌電流。二極管在正向?qū)〞r(shí)PN結(jié)內(nèi)的電荷
積累，二極管加反向電壓時(shí)積累電荷將消失并產(chǎn)生反向電流。因?yàn)殚_關(guān)電流需經(jīng)二極管整流，二極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟臅r(shí)間很短，在短時(shí)間內(nèi)要讓存儲(chǔ)電荷消失就產(chǎn)生了反向電流的浪涌。由于直流輸出線路中的分布電感，分布電容，浪涌引起了高頻衰減振蕩，這是一種差模噪聲。
�。�5）開關(guān)管V5的負(fù)載是高頻變壓器的初級線圈L1，是感性負(fù)載，所以開關(guān)通斷時(shí)管子兩端會(huì)出現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓，這個(gè)噪聲會(huì)傳導(dǎo)到輸入輸出端去。
�。�6）開關(guān)管V5的集電極與散熱片K之間存在分布電容CI，因此高頻開關(guān)電流會(huì)通過CI流到散熱片K上，再流到機(jī)殼地，最終流到與機(jī)殼地相連接的交流電源線的保護(hù)地線PE中，從而產(chǎn)生共模輻射。電源線L和N對PE存在一定阻抗，如阻抗不平衡則共模噪聲還會(huì)轉(zhuǎn)變成差模噪聲。如圖1中的I3 。
由以上分析可以知道開關(guān)電源中的噪聲干擾源很多,干擾途徑是多種多樣的,影響較大的噪聲干擾源可以歸納為以下三種:
�。�1）二極管的反向恢復(fù)時(shí)間引起的干擾。
（2）開關(guān)管工作時(shí)產(chǎn)生的諧波干擾
功率開關(guān)管在導(dǎo)通時(shí)流過較大的脈沖電流，在截止期間，高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變，也會(huì)產(chǎn)生尖峰干擾。
�。�3）交流輸入回路產(chǎn)生的干擾
�。�1）高頻變壓器初級L1、開關(guān)管V5和濾波電容C1構(gòu)成的高頻開關(guān)電流環(huán)路，可能
會(huì)產(chǎn)生較大的空間輻射。如果電容器濾波不足，則高頻電流還會(huì)以差模方式傳導(dǎo)到輸入交流電源中去。如圖1中的I1 。
�。�2）高頻變壓器次級L2、整流二極管V6、濾波電容C2也構(gòu)成高頻開關(guān)電流環(huán)路會(huì)
產(chǎn)生空間輻射。如果電容器濾波不足，則高頻電流將以差模形式混在輸出直流電壓上向外傳導(dǎo)。如圖1中的I2 。
�。�3）高頻變壓器的初級和次級間存在分布電容Cd，初級的高頻電壓通過這些分布電
容將直接耦合到次級上去，在次級的二條輸出直流電源線上產(chǎn)生同相位的共模噪聲。如果二根線對地阻抗不平衡，還會(huì)轉(zhuǎn)變成差模噪聲。
�。�4）輸出整流二極管V6會(huì)產(chǎn)生反向浪涌電流。二極管在正向?qū)〞r(shí)PN結(jié)內(nèi)的電荷
積累，二極管加反向電壓時(shí)積累電荷將消失并產(chǎn)生反向電流。因?yàn)殚_關(guān)電流需經(jīng)二極管整流，二極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟臅r(shí)間很短，在短時(shí)間內(nèi)要讓存儲(chǔ)電荷消失就產(chǎn)生了反向電流的浪涌。由于直流輸出線路中的分布電感，分布電容，浪涌引起了高頻衰減振蕩，這是一種差模噪聲。
�。�5）開關(guān)管V5的負(fù)載是高頻變壓器的初級線圈L1，是感性負(fù)載，所以開關(guān)通斷時(shí)管子兩端會(huì)出現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓，這個(gè)噪聲會(huì)傳導(dǎo)到輸入輸出端去。
�。�6）開關(guān)管V5的集電極與散熱片K之間存在分布電容CI，因此高頻開關(guān)電流會(huì)通過CI流到散熱片K上，再流到機(jī)殼地，最終流到與機(jī)殼地相連接的交流電源線的保護(hù)地線PE中，從而產(chǎn)生共模輻射。電源線L和N對PE存在一定阻抗，如阻抗不平衡則共模噪聲還會(huì)轉(zhuǎn)變成差模噪聲。如圖1中的I3 。
由以上分析可以知道開關(guān)電源中的噪聲干擾源很多,干擾途徑是多種多樣的,影響較大的噪聲干擾源可以歸納為以下三種:
�。�1）二極管的反向恢復(fù)時(shí)間引起的干擾。
（2）開關(guān)管工作時(shí)產(chǎn)生的諧波干擾
功率開關(guān)管在導(dǎo)通時(shí)流過較大的脈沖電流，在截止期間，高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變，也會(huì)產(chǎn)生尖峰干擾。
�。�3）交流輸入回路產(chǎn)生的干擾
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