开关电源的共模干扰抑制技术开关电源共模电磁干扰（EMI）对策详解.pdfVIP

海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐

开关电源的共模干扰抑制技术开关电源共模电磁干扰（EMI）

对策详解

開關電源的共模干擾抑制技術|開關電源共模電磁干擾(EMI)對策詳

解

0引言

由於MOSFET及IGBT和軟開關技術在電力電子電路中的廣泛應

用，使得功率變換器的開關頻率越來越高，結構更加緊湊，但亦帶來

許多問題，如寄生元件產生的影響加劇，電磁輻射加劇等，所以EMI

問題是目前電力電子界關注的主要問題之一。

傳導是電力電子裝置中干擾傳播的重要途徑。差模干擾和共模干

擾是主要的傳導干擾形態。多數情況下，功率變換器的傳導干擾以共

模干擾為主。本文介紹了一種基於補償原理的無源共模干擾抑制技術，

並成功地應用於多種功率變換器拓撲中。理論和實驗結果都證明了，

它能有效地減小電路中的高頻傳導共模干擾。這一方案的優越性在於，

它無需額外的控制電路和輔助電源，不依賴於電源變換器其他部分的

運行情況，結構簡單、緊湊。

1n

bsp;補償原理

共模雜訊與差模雜訊產生的內部機制有所不同：差模雜訊主要由

開關變換器的脈動電流引起；共模雜訊則主要由較高的d/d與雜散參

數間相互作用而產生的高頻振盪引起。如圖1所示。共模電流包含連

線到接地面的位移電流，同時，由於開關器件端子上的d/d是最大的，

所以開關器件與散熱片之間的雜散電容也將產生共模電流。圖2給出

了這種新型共模雜訊抑制電路所依據的本質概念。開關器件的d/d通

過外殼和散熱片之間的寄生電容對地形成雜訊電流。抑制電路通過檢

測器件的d/d，並把它反相，然後加到一個補償電容上面，從而形成

補償電流對雜訊電流的抵消。即補償電流與雜訊電流等幅但相位相差

180°，並且也流入接地層。根據基爾霍夫電流定律，這兩股電流在接

地點匯流為零，於是50Ω的阻抗平衡網路（LISN）電阻（接測量接收

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機的BNC埠）上的共模雜訊電壓被大大減弱了。

圖1CM及DM雜訊電流的耦合路徑示意圖

圖2提出的共模雜訊消除方法

2基於補償原理的共模干擾抑制技術在開關電源中的應用

本文以單端反激電路為例，介紹基於補償原理的共模干擾抑制技

術在功率變換器中的應用。圖3給出了典型單端反激變換器的拓撲結

構，並加入了新的共模雜訊抑制電路。如圖3所示，從開關器件過來

的d/d所導致的寄生電流para注入接地層，附加抑制電路產生的反相

雜訊補償電流comp也同時注入接地層。理想的狀況就是這兩股電流

相加為零，從而大大減少了流向LISN電阻的共模電流。利用現有電路

中的電源變壓器磁芯，在原繞組結構上再增加一個附加繞組NC。由於

該繞組只需流過由補償電容comp產生的反向雜訊電流，所以它的線

徑相對原副方的P及S繞組顯得很小（由實際裝置的設計考慮決定）。

附加電路中的補償電容comp主要是用來產生和由寄生電容para引起

的寄生雜訊電流反相的補償電流。comp的大