摘要：詳細分析了隔離式DC／DC變換器產生電磁噪聲干擾的機理，介紹了在DC／DC變換器主電路及控制電路設計時所采取的電磁兼容措施。
關鍵詞：隔離式DC／DC變換器；電磁干擾分析；電磁兼容設計

0 引言
隨著電力電子技術的發展，開關電源模塊以其相對體積小、效率高、工作可靠等優點而逐漸取代傳統整流電源。但是，由于開關電源工作頻率高，內部會產生很高的電流、電壓變化率(即高dv／dt和di／df)，導致開關電源模塊產生較強的電磁干擾，并通過傳導、輻射和串擾等耦合途徑影響自身電路及其它電子系統的正常工作，當然其本身也會受到其它電子設備電磁干擾的影響，電磁干擾將造成傳輸信號畸變，影響電子設備的止常工作。對于雷電、靜電放電等高能量的電磁下擾，嚴重時會損壞電子設備。而對于某些電子設備，電磁輻射會引起重要信息的泄漏，嚴重時會威脅國家信息安全。這就是我們所討論的電磁兼容性問題。另外，國家開始對部分電子產品強制實行3C認證，因此，一個電子設備能否滿足電磁兼容標準，將關系到這一產品能否在市場上銷售，所以，進行開關電源的電磁兼容性研究顯得非常重要。

1 內部噪聲干擾源分析
l.l 二極管廈向恢復引起的噪聲干擾
在開關電源中常使用工頻整流二極管、高頻整流二極管、續流二極管等，由于這些二極管都工作在開關狀態，如圖l所示，在二極管由阻斷狀態到導通的轉換過程中，將產生一個很高的電壓尖峰UFP;在二極管由導通狀態到阻斷的轉換過程中，存在一個反向恢復時間trr在反向恢復過程中，由于二極管封裝電感及引線電感的存在，將產生一個反向電壓尖峰URP由于少子的存儲與復合效應，會產生瞬變的反向恢復電流尖峰IRP,這種快速的電流、電壓突變是電磁干擾產生的根源。

1.2 開關管開關時產生的電磁干擾
在正激式、推挽式、橋式變換器中，流過開關管的電流波形在阻性負載時近似矩形波，含有豐富的高頻成分，這些高頻諧波會產生很強的電磁干擾。在反激變換器中，流過開關管的電流波形在阻性負載時近似三角波，高次諧波成分相對較少。開關管在開通時，由于開通時間很短以及逆變回路中引線電感的存在，將產生很大的dv／dt和很高的尖峰電壓，在開關管關斷時，由于關斷時間很短，將產生很大的di／dt和很高的電流尖峰，這些電流、電壓突變將產生很強的電磁干擾。

1.3 電感、變壓器等磁性元件引起的電磁干擾
在開關電源中存在輸入濾波電感、功率變壓器、隔離變壓器、輸出濾波電感等磁性元件，隔離變壓器初次級之間存在寄生電容，高頻干擾信號通過寄生電容耦合到次級；功率變壓器由于繞制工藝等原因，原、次級耦合不理想而存在漏感，漏感將產生電磁輻射干擾，另外，功率變壓器線圈繞組流過高頻脈沖電流，在周圍形成高頻電磁場；電感線圈中流過脈動電流會產生電磁場輻射，而且在負載突切時，會形成電壓尖峰，同時，當它工作在飽和狀態時，將會產生電流突變，這些都會引起電磁干擾。

l.4 控制電路引起的電磁干擾
控制電路中周期性的高頻脈沖信號，如振蕩器產生的高頻脈沖信號等將產生高頻高次諧波，對周圍電路產生電磁干擾。

l.5 其他電磁干擾
電路中還會有地環路干擾、公共阻抗耦合干擾，以及控制電源噪聲干擾等。另外，不合理的布線將使電磁干擾通過線線之間的耦合電容和分布互感串擾或輻射到鄰近導線上，從而影響其它電路的正常工作。還有熱輻射產生的電磁干擾，熱輻射是以電磁波的形式進行熱交換，這種電磁干擾會影響其它電子元器件或電路的正常穩定工作。

2 外界的電磁干擾
對于某一電子設備，外界對其產生影響的電磁干擾包括電網中的諧波干擾、雷電、太陽噪聲、靜電放電以及周圍的高頻發射設備。

3 開關電源的電磁兼容設計
進行開關電源的電磁兼容性設汁時，首先要明確系統需要滿足的電磁兼容標準；確定系統內的關鍵電路，包括強干擾源電路、高度敏感電路；明確電源設備工作環境中的電磁于擾源及敏感設備；然后確定對電源設備所要采取的電磁兼容性措施。因此，開關電源的電磁兼容設計主要從以下3個方面入手：
1)減小干擾源的電磁干擾能量；
2)切斷干擾傳播途徑；
3)提高受擾設備的抗干擾能力。
下面以隔離式DC／DC變換器為例，討論開關電源的電磁兼容性設計。

3.1 DC／DC變換器輸入電路的電磁兼容設計
如圖2所示，FV1為瞬態電壓抑制二極管RV1為壓敏電阻，都具有很強的瞬變浪涌吸收能力，能很好地保護后級元器件或電路免遭浪涌電壓的破壞。Z1為直流EMI濾波器，必須良好接地接地線要短，最好直接安裝在金屬外殼上，還要保證其輸入、輸出線之間的屏蔽隔離，才能有效地切斷傳導干擾沿輸入線的傳播和輻射干擾沿空間的傳播。L1及C1組成低通濾波電路