高頻開關電源的電磁干擾分析下面從干擾源的角度來分析開關電源所產生的干擾：1.一次整流回路產生的電磁干擾高頻開關電源的輸入普遍采用橋式整流、電容濾波性整流電路。在這樣的一次整流賄賂重，由于整流二極管的非線性和濾波電容的儲能作用，整流二極管只有在交流輸入電壓大于濾波電容充電電壓時才能導通，輸入電流脈沖大于平均電流的5到10倍以上，成為一個時間很短、峰值很高的周期性畸變電流，該電流脈沖含有高次諧波分量，如不加抑制則會對電網產生嚴重的諧波污染。2.開關管工作時產生的電磁干擾由于高頻開關電源的開關管工作頻率很高，開關管的電壓、電流切換速度很快，其傳導干擾和輻射干擾也非常強。開關電源工作過程中，由初級濾波大電容、高頻變壓器初級線圈和開關管構成了一個高頻電流環路，該環路包含有典型的梯形電流波形，因而具有高頻諧波分量（典型的數值在數兆赫茲范圍），這會產生較大的輻射干擾。如果一次整流回路的濾波不足，則高頻電流還會以差模方式傳導到交流電網中去。另一方面，當原來導通的開關管關斷時，由于電流突變，變壓器繞組漏感所產生的反電動勢U=-Ldi/dt會疊加在關斷電壓上，因而會在變壓器初級線圈的兩端出現較高的尖峰電壓和浪涌電流，其所含有的高次諧波會反饋到電網形成諧波干擾，同時這些諧波還將以輻射方式干擾其他設備的工作。3.二次整流回路產生的電磁干擾高頻開關電源在工作過程中，二次整流回路重的整流二極管也處于高頻通斷狀態。脈沖變壓器次級線圈、整流二極管和濾波電容構成的高頻開關電流環路所含的高頻諧波分量會產生較大的輻射干擾。如果二次整流回路的濾波不足，則高頻電流還會以差模方式混在輸出直流電壓上，影響負載電路的正常工作。另一方面，高頻整流回路中的整流二極管正向導通時有較大的正向電流通過，在其反向截止時由于PN結中有較多的載流子積累，在短時間內要讓存儲電荷消失就會產生反向電流浪涌，這樣致使載流子消失的反向恢復電流急劇減少而發生很大的電流變化（di/dt），因而形成了很強的高頻衰減振蕩。3.分布電容引起的干擾開關電源工作在高頻狀態，因而其分布電容不可忽略。一方面散熱片與開關管集電極間的絕緣片接觸面積較大，且絕緣片較薄，因而兩者間的分布電容在高頻時不能忽略。高頻電流會通過分布電容流到散熱片上，再流到機殼地，產生共模干擾；另一方面高頻變壓器的初次級之間存在著分布電容，會將原邊電壓直接耦合到副邊上，在副邊作直流輸出的兩條電源線上產生共模干擾。由以上分析可知，作為工作于開關狀態的能量轉換裝置——高頻開關，其電源的電壓、電流變化率很高，產生的干擾強度較大，干擾源主要集中在功率管開關期間以及與之相連的高頻變壓器上。開關電源的發展1）電力電子設備的小型化、輕量化和高功率密度化電力電子設備的發展方向之一是小型化，降低其體積、重量，提高功率密度。例如，隨著微處理器大規模集成電路（VLSI）尺寸的不斷減小，而供電電源的尺寸與微處理器相比卻要大得多。因此，必須采取新的技術來降低開關電源的體積重量。20世紀人們在提高開關電源功率密度方面做了不少工作。開關電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設備（如移動電話、數碼相機）尤為重要。為了實現開關電源高功率密度，必須提高PWMDC/DC轉換器的工作頻率，從而減小電路中儲能元件的體積和重量。2）高頻電力電子技術1980年以前，開關電源中PWMDC/DC轉換器的開關頻率為20～50kHz，從1980年起，提高開關頻率成為減少開關電源尺寸的有效手段，同時也改善了開關電源的動態性能。現在⒛0～500kHz已成為輸出100W以下開關電源的標準開關頻率。特殊制造的小功率開關電源，其開關頻率已經達到了幾兆赫。給出了20世紀70年代以后的30年，通信和計算機用開關電源DC/DC轉換器高功率密度的發展進程。可見，高頻化、高功率密度和率是開關電源技術發展進步的重要標志。3）率和軟開關技術PWM開關電源按硬開關模式工作時，在開關過程中，功率開關器件的電壓和電流波形有交疊，因而開關損耗大。高頻化可以縮小感性元件和容性元件的體積重量，但開關頻率越高，開關損耗越大。為此，必須采取措施來提高高開關頻率DC/DC轉換器的效率。人們研究了在開關過程中開關器件的電壓和電流波形不相交疊的技術，即所謂零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS）技術，總稱為軟開關技術（相對于PWM硬開關技術而言）。除了減小開關損耗以外，應用軟開關技術還可以大大降低開關的噪聲，以及減小了開關電源對外界的電磁干擾。20世紀90年代中期，30A/48VPWMDC/DC轉換器采用移相全橋ZVS-PWM技術后，重7kg，比用PWM技術的同類產品重量下降40％。軟開關技術的開發和應用，提高了開關電源的效率。據說，近國外小功率DC/DC轉換器開關電源模塊（48/12V）總效率可以達到96％；48/5VDC/DC轉換器開關電源模塊的效率可以達到92％～93％。⒛世紀末，國內生產的通信用50～100A輸出，全橋移相式ZVZCS-PWM開關電源模塊的效率超過93％。1994年2月，IEEE電力電子學會組織“功率轉換技術2000年展望專題研討會”，就DC/DC及AC/DC功率轉換器的發展趨勢與需求進行討論。指出“高功率密度DC/DC零電壓開關轉換器”與開關器件的性能、無源元件的性能、封裝技術等有很大關系。并預測，與1994年相比，到2000年，在性增強一倍的基礎上，DC/DC轉換器的成本將降低一半，功率密度可以提高一倍。事實證明，有的DC/DC轉換器產品已經達到了這個目標。直流電源模塊的3大發展趨勢為了滿足市場對電源性能不斷提高的要求，直流模塊電源開始向率、高功率密度、低壓大電流、低噪音、良好的動態特性以及寬輸入范圍等方向發展，薄型化、模塊化、標準化并以積木的方式進行組合的電路拓撲結構得到了日益廣泛的應用。下面就其重點加以分析。(1)高功率密度率現代通信產品對體積的要求越來越高，這勢必要求模塊電源減小體積、提高功率密度，而提率是與之相輔相成的。目前的新型轉換及封裝技術可使電源的功率密度達到188W/in3，比傳統的電源功率密度增大不止一倍，效率可超過90%。之所以能達到這些指標，應歸功于微電子技術的發展使大量高性能的新型器件涌現出來，從而使損耗降低。較典型的是高性能的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFETs)，其在同步整流器中取代了傳統設計中使用的二極管，使壓降由0.4V降到0.2V;功率MOSFET制造商正在開發導通電阻越來越小的器件，其導通電阻已由180mΩ降到18mΩ;高度的硅晶片集成使元件數目減少2/3以上，結構緊密、相對于分立元件的布局減小了雜散電感和連線電阻。率可使功耗相對減少，工作溫度降低，所需的輸入功率減少，也提高了功率密度。