降低辐射干扰---陶大师教你三招定乾坤

第一招：在所有的整流二极管的一端串联一小磁珠

在所有的整流二极管的一端串联小磁珠，相当于在整流滤波回路中串联一个高频小电感，这样可以降低整流滤波回路的电流上升率（di/dt），对降低辐射干扰有好处，因为干扰信号（磁场干扰）与电流上升率成正比，还与产生干扰磁场的电流回路的面积成正比：
 

 
（1）
 

式中：e为感应电动势（干扰信号），Φ为干扰磁场产生的磁通，dΦ/dt为磁通变化率；S为产生干扰磁场电流回路的面积，为B为干扰磁场产生的磁通的密度，dB/dt为磁通密度变化率；L为分布电感，即，产生干扰磁场电流回路的分布电感，i为流过产生干扰磁场电流回路（整流滤波回路）的电流，di/dt为电流变化率。

在（1）式中，磁通Φ和磁通的密度B以及分布电感L，虽然单位（或概念）不同，但它们互相之间是对应的。例如，电感L（磁感应系数）为单位电流产生的磁通Φ，而Φ又等于磁通密度B与面积S的乘积。由此可知，改变di/dt为电流变化率就是间接地改变磁通变化率dΦ/dt，从而改变感应电动势e的大小；同样，改变电流回路的面积S，亦可以改变感应电动势e的大小，因此，在进行电路设计时，减小电流回路的面积S是降低辐射干扰最有效和最简单的方法。

在所有的整流二极管的一端串联小磁珠，降低整流滤波回路电流上升率（di/dt）的原理，还可以用图1来分析。

图1-(a)为开关电源整流电路原理图，图1-(b)为在整流二极管的一端串联小磁珠的开关电源整流电路等效原理图
 

波形A为开关电源整流滤波电路各点的输出电压，Ui为开关变压器次级线圈输出波形的半波平均值、Uo为输出电压的平均值，斜线为滤波电容器两端的纹波电压；波形B为输出电压的纹波，红线为电容充电，蓝线为放电；波形C和图-E分别为未加磁珠前和加磁珠后，流过整流二极管的电流（红线），和滤波电容放电的电流（蓝线）。

第二招：在开关管的控制极串联一电阻，并在控制极并一50p的电容到地

在开关管的控制极串联一电阻，并在控制极并一50p的电容到地，其主要作用也是为了降低开关管导通或关断期间的电压上升率dv/dt和电流上升率di/dt，从而达到降低电磁场辐射强度的目的。

辐射干扰分电场辐射干扰EI（Electro  Interference）和磁场辐射干扰MI（magnetic  Interference）。电场和磁场分别是两种性质不同，可携带能量的介质，它们的分布，充满整个宇宙空间，并且两者之间的能量可以互相转换；当某处电磁场的位能产生变化时，整个宇宙空间中的电磁场都需要重新进行分布，并以每秒钟30万公里的速度在真空中进行传播，因此，电、磁干扰无处不在。

产生电场干扰的基本原因是带电物体的电荷在重新进行分布，相当于分布电容在不断进行充放电；产生磁场干扰的基本原因是流过导体中的电流大小和方向在不断改变，相当于分布电感产生的磁通的大小和方向在不断变化。

电磁干扰的本质就是电感应（电场感应）和磁感应（磁场感应），与电感应相关的是分布电容，而与磁感应相关的是分布电感。

在带电导体的周围空间会散发出电场，并使周围的导体感应带电；当载流体中有电流流过时，在其周围就会产生磁场，交变磁场会使周围的电路产生感应电动势。电磁场是一种具有能量的物质，它们在真空中以每秒30万公里的速度向整个宇宙空间辐射它在真空中以每秒30万公里的速度向整个宇宙空间辐射，并且它们在传播过程中互相可以转换。

带电物体在原理上相当于一个分布电容，互相被感应带电的物体就相当于电容器的两个极，而电容C就相当于两个带电物体互相产生电场感应的系数；同理，载流体在原理上相当于一个分布电感，互相被感应产生电动势的载流体就相当于变压器的两个线圈。——这里要注意电容C（电场感应系数）与电容器的区别；同理，大家也要注意互感M与电感L（磁感应系数，自感）的区别，两者在本质上是不一样的。

两根相邻导体，当其中一根导体中有电流流过时，通过电磁感应，在另一导体中就会产生感应电动势，并产生感应电流，感应电流也可以叫位移电流，因为，无论被感应导体是否够成电流回路、开路或短路，在交变磁场的感应下，在导体中总有位移电流在流动。位移电流的方向正好与感应导体中电流的方向相反，其产生磁场的方向也正好与感应导体电流产生的磁场方向相反。

因此，位移电流的大小就取决于两导体互相被干扰的程度。如果用位移电流来表示电场感应产生的干扰，则有：
 

（2）

式中：i为流过导体（被干扰导体）的位移电流（或充放电电流），C为两导体之间的分布电容（电场感应的系数），dv/dt为载电导体的电位变化率。

在电磁辐射中，电场辐射干扰和磁场辐射干扰是同时存在的，因此，在开关管的控制极串联一电阻，并在控制极并一50p的电容到地，实际上就是用来降低开关管导通或关断期间的电压上升率dv/dt和电流上升率di/dt，从而达到降低电磁场辐射强度的目的。

在实际应用中，用降低开关管导通或关断期间的电压上升率dv/dt和电流上升率di/dt，来降低辐射干扰的方法，往往是不可取的，因为降低开关管导通或关断期间的电压上升率dv/dt和电流上升率di/dt，将会延长开关管的导通和关断时间，从而增大电源开管的损耗，使开关电源的工作效率大大降低。

开关管的开关损耗与开关管在普通开关电路中的损耗是不一样的，在普通开关电路中，开关管的开关损耗与开关管的导通或关断时间成正比，而在开关电源中，由于反电动势的存在，使开关管的开关损耗计算非常复杂。

在开关电源中，开关电源的开关管的损耗主要是关断损耗，开关管的导通损耗相对来说比较小，并且正激式开关电源的开关损耗与反激式开关电源开关管的开关损耗也不一样，在正激式开关电源中，开关管的导通损耗要比反激式开关电源开关管的导通损耗大很多。

下面我们结合开关管的等效电路来对开关管的损耗进一步进行分析。
 

 图1-a 为晶体管开关电路原理图
 

图1-b 为晶体管开关等效电路原理图

图1-a和图1-b分别为为晶体管开关电路的原理图和等效电路原理图，图中：ub为晶体管（电源开关管）基极（或MOS管的栅极）的输入电压，Ri为晶体管基极（或MOS管的栅极）的输入电阻，Ro为晶体管集电极（或MOS管的漏极）到地（发射极或源极）的静态输出电阻，Lo+ Ro为晶体管导通时集电极（或MOS管的漏极）到地（发射极或源极）的动态输出电阻，Co+ Ro为晶体管关断时集电极（或MOS管的漏极）到地（发射极或源极）的动态输出电阻。

由图1-b看出，可以把晶体管（或MOS管）输入端可等效成一个电容C与一电阻R并联，其输入电压为：
 

 （3）

当晶体管（或MOS管）导通时，其输出端可等效成一个电感L与电阻R串联；而当关断时，其输出端可等效成一个电容C与一电阻R串联；其输出电压为：
 

（4）

集电极电流为：
 

 （5）

第三招：在所有的整流二极管两端并联一个470p电容

详情请点击以下链接： 

【经验分享】降低辐射干扰---陶大师教你三招定乾坤