O 引言
隨著現代逆變技術的發展．開關電源正向著高頻化、小型化的方向發展：在此基礎上開發出的三端隔離、脈寬調制型反激式單片開關電源，集成了高壓M0SFET、振蕩器、脈寬調制器、閉環控制電路以及限流、過熱保護功能的集成芯片。以其為核心構成的單片開關電源外圍電路簡單，輸入電壓范圍寬，達到85~265V，電能轉換效率達到90％，已被廣泛應用于中小功率開關電源中。
TOPSwitch單片電源應用頻率一般在20kHz以上，這樣對前級電路(通常是電網)帶來很大的電磁干擾問題，危及其他電氣設備的正常運行；而且其本身產生的干擾直接危害到電子設備的正常工作。為此必須對電路進行電磁兼容(EMC)設計，使電磁干擾問題限制在允許的范圍內。
本文運用TOP224Y構成一款30W反激變換電路，對其進行了電磁兼容分析，并在多個方面實施EMC優化設計，實驗結果表明文中分析的有效性，為反激變換電路的EMC設汁提供了一定的理論根據。

1 電磁兼容分析
根據國際電工委員會(IEC)定義，電磁兼容性是電子設備的一種功能，電子設備在電磁環境中能完成其功能，而不產生不能容忍的干擾。解決EMC問題，主要考慮3個要素，即噪聲源、耦合途徑、噪聲接收機。因此，電磁兼容沒計的任務就是消弱千擾源的能量，隔離或減弱噪聲耦合途徑及提高設備對電磁干擾的抵抗能力。
1.1 共模、差模電路模型分析
單片開關電源的集成度很高，已經通過合理的設計將引線電感和寄生電容參數減小到比較小的水平。電路的共模電磁干擾主要是漏一源電壓和輸出整流管反向恢復過程產生的，由于高頻變壓器的分布電容以及芯片對地分布電容的影響，高頻電流不能完全抵消，形成共模干擾，其電路模型如圖1所示。這種共模干擾可以通過EMI濾波器的共扼電感和Y電容提供高頻電流對地泄放通道進行抑制。差模干擾電路模型如圖2所示，也可以通過EMI濾波器的X電容進行抑制。

1.2 高頻變壓器噪聲
高頻變壓器是開關電源中實現能量儲存、隔離輸出、電壓變換的重要元件，同時它的漏感和分布電容對電路的性能帶來不可忽略的影響。其等效電路模型如圖3所示。

當不考慮變壓器的漏感以及開關動作時間時，高頻工作下的MOSFET產生的波形是一個標準的方波，如圖4所示。

而實際變壓器制作中，繞組漏感是不可避免的，由于漏感的存在，當開關閉合時(ton)原邊漏感儲存了一定的能量(與漏感大小和開關頻率有關)，當開關關斷時(從ton到toff)儲存在原邊漏感中的能量釋放，使得開關器件的兩端出現電壓關斷尖峰，疊加在直流高壓V1和感應反射電壓VOR上，可使MOSFET的漏極電壓超過700V，影響開關工作的可靠性甚至損壞TOPSwitch。考慮變壓器漏感時實際電路的波形如圖5所示。

1.3 輸出整流二極管的尖峰干擾
二極管導通時，在P區和N區分別有少數載流子電子和空穴導電，當突然加反向電壓時，存儲電荷在反向電場作用下被復合，形成反向恢復電流。由于變壓器次級漏感、引線電感及二極管的結電容，在關斷電壓上疊加了一個衰減振蕩電壓，形成了關斷電壓尖峰，如圖5所示。對此可以通過外接RC吸收電路抑制二極管電荷存儲效應所產生的浪涌電流。
電磁干擾有一定的標準，目前被世界廣泛采用的是歐洲的EMC標準，對于開關電源電路可以應用EN55022標準曲線，如圖6中虛線所示。圖6中上面一條曲線是為考慮EMC設計時的傳導E-MI測試曲線，可以看到干擾強度嚴重超過標準，必須對電路進行相應的抗干擾設計。圖7是參加傳導EMI測試的反激變換電路，圖7中虛線部分是考慮EMC問題而添加的電路部分。



2 優化EMC設計
2.1 輸入側EMC設計
一般開關電源與電網直接相連，高頻開關的兩端產生浪涌電壓，流過一定的浪涌電流，這個電流通過高頻變壓器原邊、直流電容和開關器件形成回路，產生高頻輻射干擾；同時高頻電流流過一次側整流電路，產生的脈沖電壓疊加在電網電壓上，形成差模干擾，對同一線路上的其他設備帶來干擾。如圖8所示，在開關電源的電源輸