1.4.3 抑制开关电源电磁干扰的基本措施

形成电磁干扰的3个主要因素是干扰源、传播途径及受扰设备。因此，抑制电磁干扰也应从这3个方面来着手。

① 首先应该抑制干扰源，直接消除引起干扰的原因。

② 其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射，以切断电磁干扰的传播信息途径。

③ 第三是提高受扰设备的抗干扰能力，以尽可能减低其对噪声的敏感度。

目前，抑制电磁干扰的基本措施都是用切断电磁干扰和受扰设备之间的耦合通道，常用的方法是屏蔽、接地和滤波等。

1. 屏蔽措施

采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。

功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗，为了散热往往需要安装散热器或直接安装在电源底板上。器件安装时通常都需要加垫导热性能好的绝缘片进行绝缘，这就会使器件与底板和散热器之间产生分布电容。开关电源的底板是交流电源的地线，因而通过器件与底板之间的分布电容就会将电磁干扰耦合到交流输入端而产生共模干扰。

为了解决上述问题，通常是采用两层绝缘片之间夹一层金属屏蔽片，并把金属屏蔽片连接到直流地线上，由此就可隔断射频干扰向输入电网传播的途径。

为了抑制开关电源产生的辐射——电磁干扰对其他电子设备的影响，可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩，然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体，就能对电磁场进行有效的屏蔽。

电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。例如：

① 静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰。

② 电磁屏蔽用的导体原则上可以不接地，但不接地的屏蔽导体时常会增强静电耦合而产生所谓的“负静电屏蔽”效应，所以仍以接地为好，这样就会使电磁屏蔽可以同时发挥静电屏蔽的作用。

电路的公共参考点与大地相连，可为信号回路提供稳定的参考电位。因此，系统中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线后，最终都与大地相连。

2. 接地措施

在电路系统设计中应遵循“一点接地”的原则，如果形成多点接地，会出现闭合的接地环路，当磁力线穿过该回路时就将会形成磁感应噪声。但实际上很难实现“一点接地”。

因此，为了降低接地阻抗，消除分布电容的影响，通常是采用平面式接地或多点接地。它是利用一个导电平面（底板或多层印制板电路的导电平面层等）作为参考地线，把需要接地的各个部分就近接到该参考地线上。为了进一步减小接地回路的压降，可用旁路电容器来减少返回电流的幅值。

在低频和高频共存的电路系统中，应分别将低频电路、高频电路、功率电路的接地线端单独连接后，再连接到公共参考点上。

3. 滤波措施

滤波是抑制传导干扰的一种很好的方法。例如：在电源输入端接上滤波器，可以抑制开关电源产生并向电网反馈的干扰，也可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害。在滤波电路中，还采用了很多专用的滤波元件，如穿心电容器、三端电容器、铁氧体磁环，它们能够改善电路的滤波特性。选择和设计合适的滤波器，并正确地安装和使用滤波器，是抗干扰技术的重要组成部分。

4. 电路方面措施

在电路方面采取抗电磁干扰的措施主要应注意以下4方面。

（1）印制板设计布局

在进行印制板设计布局时，要将模拟电路区和数字电路区合理地分开，电源和地线单独引出，电源供给处汇集到一点：PCB布线时，高频数字信号线要用短线，主要信号线最好集中在PCB板中心，同时电源线尽可能远离高频数字信号线或用地线隔开。

其次，可以根据耦合系数来布线，尽量减小干扰耦合。

（2）电源及地线的宽度

印制板的电源线和地线印制条尽可能宽，以减小线阻抗，从而减小公共阻抗引起的干扰噪声。

（3）元器件引脚

元器件应多选用贴片元件和尽可能缩短元件的引脚长度，以减小元件分布电感产生的影响。

（4）滤波电容安装位置

在接地线GND及 VCC电源端尽可能靠近器件接入滤波电容器，以缩短开关电流的流通途径，如用10 μF铝电解电容器和0．1 μF电容器并接在电源引脚上。对于高速数字集成电路的电源端可以用钽电解电容器代替铝电解电容器，因为钽电解电容器的对地阻抗比铝电解电容器小得多。

输出滤波电容器和整流器应该放置在尽可能靠近变压器的地方，以减小辐射噪声。这种噪声也会在电网电源线上产生共模传导噪声。

对于由输出整流器反向恢复过程产生的噪声源，可以通过在快恢复二极管上并联干扰吸收器的方法，来抑制它的高频频谱特性。但加接吸收器会损耗部分的电源功率。