電磁干擾主要是傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，傳導(dǎo)干擾是在輸入和輸出線上流過的干擾噪聲，來(lái)源于差模電流噪聲和共模電流噪聲;輻射干擾是通過空間輻射的干擾噪聲，來(lái)源于電場(chǎng)發(fā)射和磁場(chǎng)發(fā)射，它們之間可以相互轉(zhuǎn)換。

開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾的原因較多，其中以功率開關(guān)器件和變壓器為主要噪聲源。開關(guān)器件高頻的開通和關(guān)斷，導(dǎo)致電流和電壓的快速變化，電感及寄生電感的快速電流變化產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生較高的電壓尖峰 uL=L×diL/dt;電容及寄生電容的快速電壓變化產(chǎn)生電場(chǎng)，從而產(chǎn)生較高的電流尖峰 iC=C×duC/dt，而其內(nèi)部引線的雜散電感和寄生電容則是噪聲耦合的通道，但是由于這些參數(shù)是器件固有的特性，所以電子設(shè)計(jì)和應(yīng)用工程師無(wú)法對(duì)它們進(jìn)行優(yōu)化，只能根據(jù)器件手冊(cè)選擇匹配的器件。前面已經(jīng)分析了開關(guān)管 MOSFET 包含寄生器件的等效分析原理圖，超結(jié) MOSFET 與平面 MOSFET 的結(jié)構(gòu)和參數(shù)區(qū)別，電磁干擾產(chǎn)生的原因，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)情況選擇使用和優(yōu)化。

變壓器作為另外一個(gè)主要噪聲源，而初級(jí)次級(jí)的漏感、初級(jí)的層間電容、次級(jí)的層間電容、初級(jí)和次級(jí)之間的耦合電容則是噪聲的通道。寄生電容的變壓器模型，其中 Ca 為最外層繞組到磁芯的電容，Ct 為輔助繞組到次級(jí)繞組的電容，Cs 為初級(jí)繞組到次級(jí)繞組的電容，Cp 為初級(jí)繞組的層間電容，Cm 為最內(nèi)層初級(jí)繞組到磁芯的電容;除此之外，變壓器還有磁芯到大地的電容 Cme，輸出線到大地的電容 Coe，初級(jí)或次級(jí)的層間電容可以通過減小繞組的層數(shù)來(lái)降低，增大變壓器骨架窗口的寬度可以減小繞組的層數(shù)。

繞組的分離繞制，如初級(jí)繞組采用三明治繞法，可以減小初級(jí)的漏感，但由于增大了初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的接觸面積，因而增大了初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的耦合電容。采用銅皮屏蔽(需連接到初級(jí)或次級(jí)的靜點(diǎn))可以減小初級(jí)繞組與次級(jí)繞組間的耦合電容，但由于屏蔽層繞在初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間，使初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的耦合系數(shù)降低，從而又增加了漏感。

反激式轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電磁干擾的主要原因是開關(guān)器件(如MOSFET)在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的電壓、電流尖峰，以及高頻變壓器漏感、寄生電容引發(fā)的LC振蕩。干擾的傳播方式主要包括傳導(dǎo)和輻射兩種途徑。 ?12

隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電源轉(zhuǎn)換器的使用越來(lái)越廣泛。反激變換器，作為一種常見的開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由于其簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)和良好的性能，被廣泛應(yīng)用于各種電力電子設(shè)備中。然而，反激變換器在工作過程中，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的電磁干擾(EMI)，這主要包括傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。激變換器通過開關(guān)元件控制能量傳輸，通常包含一個(gè)開關(guān)管、變壓器、整流二極管和輸出濾波器。其基本工作原理是利用能量?jī)?chǔ)存和釋放來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓變換。在開關(guān)管導(dǎo)通期間，變壓器的初級(jí)線圈存儲(chǔ)能量;當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，存儲(chǔ)的能量通過變壓器的次級(jí)線圈釋放，并被輸出到負(fù)載。這一過程在高頻下反復(fù)進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓的變換。

傳導(dǎo)電磁干擾分析

傳導(dǎo)電磁干擾，通常是指干擾信號(hào)通過電源線、信號(hào)線等導(dǎo)體傳遞到其他電氣設(shè)備。

反激變換器的傳導(dǎo)干擾主要源自幾個(gè)方面：

1. 開關(guān)頻率干擾：在開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷的瞬間，電流的快速變化會(huì)引起高頻噪聲。這些噪聲通過電源線傳導(dǎo)到其他設(shè)備。

2. 變壓器雜散電感：變壓器內(nèi)部的雜散電感可導(dǎo)致高頻振蕩，形成共模和差模干擾。

3. 線路阻抗不匹配：不適當(dāng)?shù)木€路設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致反射波的形成，從而增加傳導(dǎo)干擾的強(qiáng)度。

輻射電磁干擾分析

輻射電磁干擾是指干擾信號(hào)通過空間傳播，對(duì)周圍設(shè)備造成的影響。反激變換器的輻射干擾同樣由多種因素引起：

1. 電流瞬變：開關(guān)管在切換時(shí)產(chǎn)生的快速電流變化，會(huì)導(dǎo)致電磁場(chǎng)的瞬時(shí)變化，從而輻射出干擾信號(hào)。

2. PCB布局設(shè)計(jì)：不合理的PCB布線和元件布局會(huì)增加電磁干擾的生成與輻射。例如，長(zhǎng)誘導(dǎo)線圈和不必要的回路都會(huì)形成強(qiáng)電磁場(chǎng)。

3. 變壓器耦合：變壓器的高頻開關(guān)操作會(huì)在周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng)，經(jīng)過耦合后，對(duì)鄰近設(shè)備造成影響。

傳導(dǎo)干擾的抑制技術(shù)

為了有效抑制反激變換器的傳導(dǎo)干擾，可以采取以下幾種技術(shù)：

1. 輸入濾波器：在電源輸入端加入低通濾波器，可以有效地阻斷高頻干擾信號(hào)。輸入濾波器的設(shè)計(jì)對(duì)于壓制傳導(dǎo)干擾至關(guān)重要。

2. 電源線去耦：在電源線路兩端加裝去耦電容，可平行于負(fù)載連接，從而降低高頻信號(hào)的傳導(dǎo)。

3. PCB設(shè)計(jì)優(yōu)化：合理布局PCB，盡量使高頻信號(hào)線路短并平衡，避免形成長(zhǎng)的回路，并減少大面積平面之間的電感耦合。

4. 屏蔽措施：在關(guān)鍵組件附近使用導(dǎo)電材料進(jìn)行屏蔽，減少高頻干擾的傳導(dǎo)。

輻射干擾的抑制技術(shù)

針對(duì)輻射干擾的抑制，可以考慮以下措施：

1. 改進(jìn)PCB布局：在設(shè)計(jì)階段，優(yōu)先考慮將高頻開關(guān)元件與敏感元件隔離，避免潛在的電磁干擾。

2. 使用隔離變壓器：可以通過專門設(shè)計(jì)的隔離變壓器來(lái)降低輻射源的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而減少周圍的輻射干擾。

3. 增加地平面：在PCB中使用連續(xù)的地平面，有助于有效地抑制電磁輻射，并降低回路間的干擾。

4. 調(diào)節(jié)開關(guān)頻率：采取頻率跳變等技術(shù)，避免某一特定頻率的共振現(xiàn)象，有助于降低干擾強(qiáng)度。

反激式轉(zhuǎn)換器(Flyback Converter)是一種常見的開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為所需輸出電壓。它具有簡(jiǎn)單、緊湊的設(shè)計(jì)和較高的效率，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電源系統(tǒng)中。反激式轉(zhuǎn)換器主要通過變壓器的儲(chǔ)能和釋能來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換和穩(wěn)定輸出。反激式轉(zhuǎn)換器是一種特殊的開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用于將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為所需的輸出電壓。它由一個(gè)變壓器、開關(guān)器件(如MOSFET或BJT)、整流二極管、輸出濾波電容等組成。反激式轉(zhuǎn)換器利用變壓器的儲(chǔ)能和釋能過程，將輸入電壓轉(zhuǎn)換為間歇性脈沖信號(hào)，并通過控制開關(guān)器件的導(dǎo)通和截止來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。

反激式轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)包括輸入電源、變壓器、開關(guān)器件、整流二極管和輸出濾波電容。以下是反激式轉(zhuǎn)換器的工作原理：

儲(chǔ)能過程： 在轉(zhuǎn)換器的工作周期開始時(shí)，開關(guān)器件導(dǎo)通，電流從輸入電源流經(jīng)變壓器的初級(jí)繞組。由于磁場(chǎng)的建立，能量被儲(chǔ)存在變壓器的磁場(chǎng)中。同時(shí)，輸出電容通過輸出電路向負(fù)載提供電能。

釋能過程： 當(dāng)開關(guān)器件截止時(shí)，變壓器中的磁場(chǎng)崩潰，通過互感作用將能量傳遞給次級(jí)繞組。由于極性相反，二次側(cè)產(chǎn)生的電壓與輸入電壓疊加，形成一個(gè)高壓脈沖。這個(gè)脈沖經(jīng)過整流二極管后充電到輸出濾波電容，以供應(yīng)負(fù)載。

控制與調(diào)節(jié)： 反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓可以通過調(diào)節(jié)開關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用反饋控制回路可以監(jiān)測(cè)輸出電壓并對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出。反激式轉(zhuǎn)換器具有以下優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：反激式轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)

簡(jiǎn)單緊湊：反激式轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，組成部件較少，適合小型化和集成化設(shè)計(jì)。

高效率：由于儲(chǔ)能和釋能過程中的能量回收，反激式轉(zhuǎn)換器具有較高的轉(zhuǎn)換效率。

多電平輸出：通過調(diào)整變壓器繞組比例，反激式轉(zhuǎn)換器支持多種輸出電壓級(jí)別。

隔離性好：反激式轉(zhuǎn)換器采用變壓器進(jìn)行電氣隔離，可提供良好的輸入和輸出之間的隔離保護(hù)。

反激式轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)

輸出波動(dòng)：反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓在負(fù)載變化時(shí)可能存在一定程度的波動(dòng)。

電磁干擾：由于開關(guān)器件的快速開關(guān)過程，反激式轉(zhuǎn)換器可能會(huì)產(chǎn)生較多的電磁干擾，特別是在高頻工作條件下。

輸入電流脈沖：反激式轉(zhuǎn)換器的工作過程中會(huì)產(chǎn)生間歇性的輸入電流脈沖，可能對(duì)輸入電源和其他電源設(shè)備造成一定的干擾。

設(shè)計(jì)復(fù)雜性：盡管反激式轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要考慮變壓器參數(shù)、開關(guān)器件的選型與驅(qū)動(dòng)、輸出濾波等因素，因此設(shè)計(jì)復(fù)雜度較高。

總之，反激式轉(zhuǎn)換器是一種常見的開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過儲(chǔ)能和釋能過程將輸入電壓轉(zhuǎn)換為所需的輸出電壓。它具有簡(jiǎn)單緊湊、高效率、多電平輸出和良好的隔離性等優(yōu)點(diǎn)，但也存在輸出波動(dòng)、電磁干擾、輸入電流脈沖和設(shè)計(jì)復(fù)雜性等缺點(diǎn)。合理的設(shè)計(jì)和控制可以克服這些缺點(diǎn)，并使反激式轉(zhuǎn)換器在各種電子設(shè)備和電源系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。