开关电源噪声的产生与抑制措施_开关电源的噪声抑制
开关电源噪声的产生与抑制措施由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“开关电源的噪声抑制”。
噪声的种类
开关电源无论在体积、重量和效率方面都有显著的优点，已得到广泛的应用。但开关电源最大缺点是容易产生噪声。噪声的产生一般可分为两大类：一是开关电源内部元件形成的干扰；二是由于外界因素影响而使开关电源产生的干扰，这涉及到人为因素和自然界的因素。
1．1 输出脉动噪声
主要是在输出端出现的脉冲干扰，产生的原因有：由AC输入频率引起的低频脉动电压；开关电源频率引起的高次谐波脉动电压；开关接通、断开时的尖峰噪声；对上述噪声的振幅最大值可用同轴电缆接到示波器上来观察测定。
1．2 辐射电场强度
开关电源产生的噪声会辐射到空间。辐射噪声的测定方法是：接好天线，开启仪器（场强仪等），用天线接收直射波与反射波。被测电源放在非金属的实验台上以360°来回转动，天线以上下1～4m距离移动以检测最大值。测试以垂直与水平两个方向来测定。
1．3 外来突变电压
外来突变电压干扰可用噪声模拟器检测。在输入交流线上同时注入同相杂音（注入电压据开关电源种类而定）。两者相位以90°、270°为最合适。确认在这外来突变电压的作用下，输出直流电压有无变动，并观察保护装置等是否产生误动作。
1．4 雷电冲击耐压实验
使用雷电冲击发生器，以保险丝以外的元件不损坏为原则，看一看输出电压的变动是否超过附加电压的规定。噪声产生源 2．1 开关管
开关功率管及其散热器与外壳和电源内部的引线间存在分布电容。当开关管流过大的脉冲电流时，大体上形成了矩形波，该波形含有许多高频成份。由于开关电源使用的元件参数如开关功率管的存储时间，输出级的大电流，开关整流二极管的反向恢复时间，会造成回路瞬间短路，产生很大短路电流。凡有短路电流的导线及这种脉冲电流流经的变压器和电感产生的电磁场形成噪声源。
2．2 二极管的恢复特性
PN型硅二极管用作高频整流时，正向电流蓄积的电荷在加上反向电压时不能立即消除（因载流子的存在，还有电流流过）。一旦这个反向电流恢复时的电流斜率过大，流过线圈的电感就产生了尖峰电压。
2．3 变压器
开关电源中的变压器，用作隔离和变压。但在高频的情况下，它的隔离是很不完全的，变压器层间的分布电容使开关电源中的高频噪声很容易在初次级之间传递。变压器对外壳的分布电容形成另一条高频通路，而使变压器周围产生的电磁场更容易在其它引线上耦合形成噪声。
2．4 电容、电感器和导线
开关电源由于工作在较高频率，会使低频的元器件特性发生变化，由此产生噪声。3 消除噪声的主要方法
消除噪声应主要从以下三个部位入手：产生噪声的部件、传播噪声部位、公共结合部分。3．1 控制，消除噪声源
（1）由整流二极管的反向恢复时间引起的电流尖峰，不仅增加了二极管本身的功耗，使开关功率管产生电流尖峰，增加导通时的损耗，而更重要的是容易产生噪声。所以必须尽量采用反向恢复时间短的整流二极管，如肖特基二极管，pin结低损耗高速整流管。
（2）为了提高开关电源的效率应尽可能减少开关功率管的导通时间和关断时间。但随着开关频率和开关速度的提高，电源的噪声也将随之增加。所以，必须适当控制开关功率管的开关时间来限制噪声。
①在开关管的基极与发射极或集电极与基极间并联小容量电容，减缓基极信号的变化速率。
②在开关管集射极间并联RCD网络，可增加集电极电压的上升时间。
③在开关管集电极回路串联LRCD网络，L可限制集电极电流的上升速度。并联于电感L两端的RCD回路能防止电路引起振荡。
3．2 不使噪声传播
滤波器的滤波、元件的屏蔽等使噪声不至溢出。
（1）线路滤波器
雷电冲击等的自然噪声，开关的关闭等引起的人为噪声，会从交流输入端侵入到开关电源。为了防止开关电源的误动作，以及发生在开关电源内部的噪声不从输入端泄漏出去，可在输入端接入线路滤
波器。电路中Cx电容一般取0.1～0.47μF，Cy电容取1000～4700pF，共模扼流圈的电感可选择2mH左右。
（2）屏蔽
（a）开关管的屏蔽
开关管及输出整流二极管常加上散热板或通过框架进行散热，从而使晶体管集电极，二极管的负极与散热板间产生较大的电容量。由于那里进行数百伏电压的变化，共模噪声就发生了。所以在开关管的集电极，二极管的负极与散热板间放置绝缘金属板，能取得防止噪声发生的效果。
（b）变压器的屏蔽
对于变压器，为了达到传送电力的目的，除了符合线路规定的指标以外，还要求泄漏的磁通小，线圈间的层间电容量小。为此，可减少空隙，选用理想衬垫，线圈间进行静电屏蔽。为了防止变压器磁通泄漏，还应在外围用铜箔带卷好，来进行电磁场屏蔽。
3．3 开关电源的接地
（1）接地方式
正确的接地可消除各路电流流经公共地线产生的噪声，避免受磁场和地电位差的影响。
（2）扭转线
1500W以上的电源中，印板引出线较多。由于这些导线的往复，回线内磁通的变化会导致噪声的变化。一旦把二根电缆线绞在一起，不仅使线的占积率减少，而且由于反向脉冲电流流过电缆，可防止磁通的变化。结束语
抑制开关电源的噪声是开发应用开关电源的一个重要课题，为了有效地抑制和降低开关电源的噪声干扰，除了上述措施外，还需在其它方面采取措施。如：在印刷电路板设计、元件安装位置与方向，系统整个电路的布局、接线的布置等方面都要有利于减少开关电源的噪声。随着人们对开关电源抗噪声技术的提高，这种电源将会得到更广泛的应用.
