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開關(guān)電源中的電磁兼容問題難點（二）
日期：2026-01-03 02:46
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摘要：4.3 通過減小環(huán)路面積來減小開關(guān)電源的輻射噪聲
在上述對輻射有影響的三個參數(shù)中，I 和f 涉及基本電路的設(shè)計，不能輕易改變。所以**能有效抑制輻射，而且能為設(shè)計人員自如掌控的也只有減小環(huán)路面積A這一參數(shù)了。對照圖2，盡可能地減小環(huán)路面積是減小輻射噪聲的重要途徑，為此，要求開關(guān)電源的印刷線路板的布局和布線中，元器件的排列彼此要緊密，布線中的電流線和它的回線要彼此靠近。在初級回路中，要求輸入電容器、晶體管和變壓器應(yīng)該被此靠近。在次級回路中，要求二極管與變壓器和輸出電容被此貼近。圖4是一個初級回路布...
4.3 通過減小環(huán)路面積來減小開關(guān)電源的輻射噪聲
在上述對輻射有影響的三個參數(shù)中，I 和f 涉及基本電路的設(shè)計，不能輕易改變。所以**能有效抑制輻射，而且能為設(shè)計人員自如掌控的也只有減小環(huán)路面積A這一參數(shù)了。對照圖2，盡可能地減小環(huán)路面積是減小輻射噪聲的重要途徑，為此，要求開關(guān)電源的印刷線路板的布局和布線中，元器件的排列彼此要緊密，布線中的電流線和它的回線要彼此靠近。在初級回路中，要求輸入電容器、晶體管和變壓器應(yīng)該被此靠近。在次級回路中，要求二極管與變壓器和輸出電容被此貼近。圖4是一個初級回路布線的示意。
在印刷板布局上，減小回路面積的方法：一種簡單的方法是在載流導(dǎo)線旁邊上布一條地線，這條地線應(yīng)盡量靠近載流導(dǎo)線。這樣就形成了較小的回路面積，這有利于減小差模輻射和對外界干擾的敏感度。
如果是雙層線路板，可以在線路板的另一面，緊靠近載流導(dǎo)線的下面，沿著載流導(dǎo)線布一條地線，地線盡量寬些。這樣形成的回路面積等于線路板的厚度乘以載流導(dǎo)線的長度。而平行緊靠的正負載流導(dǎo)體所產(chǎn)生的外部磁場是趨于相互抵消的。
另一種有效的布局方案是將正負載流導(dǎo)體布在同一面上，彼此靠近，而印刷板的反面僅作為“地”（或另一恒定電位面），使“地”板感應(yīng)的鏡象電流與相對的磁場趨于抵消。
一個更好的辦法是采用多層印刷線路板，這時接地層直接布在電源層的上面，由于層間距離達到**接近的程度，對輻射的抑制可以有*好的效果，當然這也是以成本為代價的。
圖5是采用SG6840控制器的開關(guān)電源例子。
圖6 是用SG6840控制器做成的開關(guān)電源實物。
圖7則是印刷線路板的布局和布線。
4.4 通過采用緩沖吸收來降低開關(guān)頻率中的高次諧波成分
開關(guān)電源初級和次級的環(huán)路電流I 及工作頻率f 涉及基本電路的設(shè)計，一經(jīng)設(shè)計定型，不能輕易改變。
然而開關(guān)電源的工作頻率f 僅僅是基波頻率，從目前的設(shè)計水平來看，通常是50kHz至200kHz，或更高一點，即使這樣，就電磁騷擾發(fā)射角度來看，實際上處在一個很低的頻段之內(nèi)，尚不可能形成高頻的電磁輻射。標準規(guī)定的射頻輻射的測量頻段為30MHz以上，能夠達到這一頻率范圍的只可能是開關(guān)頻率的諧波分量。
圖8是用來說明開關(guān)電源開關(guān)波形中諧波分量的輻射發(fā)射能量分析圖。
圖中可以看出，諧波分量的大小與開關(guān)的梯形波上升沿時間tr有關(guān)，tr越小，諧波分量的能量越大。上升沿時間tr決定頻譜的拐點，為了減小輻射發(fā)射，*重要的是要盡量降低開關(guān)頻率或增大梯形波的上升沿時間tr 。就開關(guān)電源來說，著重處理初級逆變電路和次級高頻整流濾波電路的波形。
4.4.1 對初級高頻高壓逆變回路的處理
對于開關(guān)晶體管因驅(qū)動高頻變壓器原邊所感應(yīng)出來的高壓尖峰和輻射騷擾應(yīng)當采用緩沖和箝位的方法予以克服。圖9是幾種可能的方案。
應(yīng)該說緩沖和箝位有著截然不同的使用目的，使用不妥將對開關(guān)電源中的半導(dǎo)體器件的可靠性產(chǎn)生有害影響。
緩沖吸收電路（主要由電阻、電容和二極管電路組成）被用來減少尖峰電壓的幅度和減少電壓波形的變化率，這對于半導(dǎo)體器件使用的**性是有好處的。與此同時，緩沖吸收電路還降低了射頻輻射的頻譜成分，有益于降低射頻輻射的能量。與TVS管的箝位方案相比，緩沖吸收電路具有較低的成本和較高的開關(guān)電源效率，但要求精心設(shè)計、精心調(diào)試。
⑴ 部分緩沖電路（圖9右側(cè)緩沖電路）的分析
① 電容緩沖吸收電路
這是比RC和RCD緩沖電路更加簡單、更加基本的緩沖電路，直接將電容跨接在開關(guān)晶體管漏源之間。導(dǎo)通時，電容通過開關(guān)晶體管放電到零；當開關(guān)管截止時，電源經(jīng)由開關(guān)變壓器初級向電容器充電，電容兩端的電壓“緩慢”上升，抑制了開關(guān)管上的電壓變化和尖峰電壓的形成。只是開關(guān)管導(dǎo)通時電容要被短路，電容直接經(jīng)過開關(guān)管放電到零，會在開關(guān)管中產(chǎn)生很大的尖峰電流，使開關(guān)晶體管的導(dǎo)通損耗大大增加。電容越大，對開關(guān)管上的尖峰電壓的抑制作用越好，但是在開關(guān)管導(dǎo)通時的電流尖峰和導(dǎo)通損耗也越大。所以實際使用時，對電容緩沖電路的限制較多，電容的值只能用得較小，使用效果一般。
② RC阻容緩沖吸收電路
為了克服電容緩沖吸收電路的缺點，可采用RC阻容緩沖吸收電路來代替單個電容。由于電阻R的參入，使得在開關(guān)晶體管斷開時的緩沖作用比電容為差。但在開關(guān)管導(dǎo)通瞬間由于R的存在，限制了開關(guān)管導(dǎo)通時的電流峰值。R值不同，對緩中吸收的效果也不同。R越大，緩沖吸收越差。實用中R的阻值都取得比較小。這種緩沖吸收電路在雙極晶體管和MOSFET的過電壓保護中用得非常廣泛。
③ RCD緩沖吸收電路
RCD緩沖吸收電路與RC阻容緩沖吸收電路的不同在于在電阻R的兩端并聯(lián)了一個二極管。這一改進使得開關(guān)晶體管在截止瞬間電源經(jīng)由二極管向電容C充電，由于二極管順向?qū)ǖ膲航岛苄?，所以對開關(guān)晶體管關(guān)斷時的過電壓緩沖吸收效果與單個電容相當。而當開關(guān)晶體管導(dǎo)通時，二極管的單向?qū)щ娮饔檬沟萌腚娙莸姆烹娭荒芙?jīng)過串聯(lián)電阻R進行，其作用與RC阻容緩沖吸收電路相當。在RCD緩沖吸收電路設(shè)計時，要保證當開關(guān)晶體管斷開時，電容C要充電到電源電壓值；而當開關(guān)管導(dǎo)通時電容上的電荷要經(jīng)過電阻R完全放光。因此，在每一個開關(guān)周期中，電容上儲存的能量要全部消耗在電阻R上，故這種緩沖吸收電路要消耗的能量比較大，但效果比前兩種緩沖吸收電路要好。由于這種電路的能量損耗正比于開關(guān)電源的開關(guān)頻率，對于在頻率很高的開關(guān)電源上較少采用。
⑵ 箝位電路的分析
箝位電路（圖8中采用的是半導(dǎo)體瞬變電壓吸收二極管與高速、高反壓二極管的串聯(lián)電路來擔任）僅被用來減少尖峰電壓的幅度，而對于dv/dt的瞬變沒有任何改善作用。因此，箝位電路對于減少因瞬變造成的輻射騷擾幾乎無用。箝位電路主要用來防止半導(dǎo)體器件和電容器有被擊穿的危險。實用中，綜合箝位電路的保護作用和開關(guān)電源的效率要求，TVS管的擊穿電壓一般選擇在初級繞組感應(yīng)電壓的1.5倍左右為適宜。
另外，與RC或RCD緩沖電路相比，TVS管箝位電路使用的元件數(shù)量*少，所占印刷電路板的面積也比較小。
無論是緩沖吸收或者是箝位電路，在安裝布局時要靠近主開關(guān)管和高頻變壓器，并且要縮短包括器件引線在內(nèi)的所有配線。
緩沖和箝位電路對于開關(guān)波形的作用見圖10所示。
4.4.2 對次級整流回路的處理
對于次級回路中作整流的高速二極管的反向恢復(fù)現(xiàn)象，在晶體管截止瞬間出現(xiàn)電流的陡變，因其有著很高的di/dt值，而產(chǎn)生的輻射能量。
為了控制這種輻射：
①可以在變壓器輸出引線到整流二極管的饋線中使用磁珠。
②在高速二極管的兩端跨接低損耗陶瓷電容（或聚酯薄膜電容器）與電阻串聯(lián)而成的緩沖電路。其中電容的典型值為330pF～4700pF，或更大（如10000pF）；電阻為0Ω～27Ω。電阻所消耗的功率PR可作如下估算：
PR ＝CS(VS ) 2f
式中：
CS是并聯(lián)電容，F(xiàn)；
VS是次級電壓，V；
f 是開關(guān)電源工作的頻率，Hz。
上式表明，緩沖電路的電容越大，將來在電阻上的功率損耗也越大，開關(guān)電源的效率會變得低些。通常開關(guān)電源整流二極管上緩沖電路的參數(shù)是采用實物試探法來選擇的，應(yīng)當在開關(guān)電源的設(shè)計階段就加以確定。此外，為了取得盡量好的緩沖吸收效果，緩沖電路要盡量靠近整流二極管來安裝。
③使用軟恢復(fù)二極管（在直流輸出電壓比較低的場合，還可采用肖特基二極管。一方面由于反向恢復(fù)時間短，可以不用緩沖電路；另一方面由于順向壓降低，使得開關(guān)電源在輸出電壓比較低的情況下，也能取得比較高的效率）。
4.5 開關(guān)電源印刷線路板的設(shè)計
前面講述了開關(guān)電源的輻射騷擾的抑制，著重于從印刷線路板的布局和緩沖吸收電路的采用等幾個方面來進行敘述。但是就印刷線路板的設(shè)計來看，這還是不夠的，至少還應(yīng)當包含地線的噪聲、印刷線路的長度、印刷線路之間的耦合等有關(guān)問題。所以在結(jié)束《開關(guān)電源的輻射騷擾抑制問題》這一話題前還想講一講開關(guān)電源印刷線路板設(shè)計方面的事情。
通常開關(guān)電源的印刷電路板是開關(guān)電源設(shè)計的*后一個環(huán)節(jié)，但是設(shè)計不當，就有可能會輻射出過多的電磁騷擾。應(yīng)該指出，要對開關(guān)電源所有的線路都實現(xiàn)*佳布線是不可能的，所以要抓住重點。從電磁騷擾發(fā)射的角度考慮，*重要的信號是高電流和電壓變化率（di/dt和dv/dt）信號。對開關(guān)電源來說是初級的開關(guān)調(diào)整回路和次級的整流輸出回路。這兩個回路都包含高幅值的梯形電流，其中的諧波成分很高，其頻率遠高于開關(guān)的基頻。因此這兩個回路*容易產(chǎn)生電磁干擾，必須在電源中先于其它印制線布線之前布好這兩個回路。這兩個回路都包含三種主要的元件，分別是濾波電容、開關(guān)晶體管或整流二極管、以及電感或變壓器。這些器件應(yīng)彼此相鄰地進行放置，開關(guān)晶體管和整流二極管的位置應(yīng)該使它們之間的電流路徑盡可能短。*佳設(shè)計流程如下：
① 放置變壓器
② 設(shè)計電源的初級開關(guān)電流回路
③ 設(shè)計電源的次級整流輸出回路
另外，從敏感度的角度出發(fā)，針對開關(guān)電源來說反饋控制則是*重要的敏感線路（這里包括與這部分電路相關(guān)的地線處理，參看本講座的圖7）。
一旦把這些重要信號分離出來，在開關(guān)電源的印刷電路板設(shè)計時就可以把重點放到這些線路的設(shè)計上，其他問題也就容易解決了。
在對開關(guān)電源印刷電路布局時要掌握以下原則：
① 首先是印刷電路板的尺寸。尺寸不能過大，否則印刷線條太長，使阻抗增加，而抗干擾的能力下降，成本也增加。尺寸過小則散熱不好，且鄰近線條間易受干擾。電路板的*佳形狀是矩形，長寬比為3︰2或4︰3。并從印刷電路板的兩端引進線和出線（一端是進線，另一端是出線。進線和出線不能靠得太近）。
② 由于線路的長度反映出印制線響應(yīng)的波長，長度越長，印制線能發(fā)送和接收電磁波的頻率就越低，也就能輻射或接受出更多的射頻能量。另外，從減少環(huán)路電阻和減小公共路徑的相互干擾出發(fā)，根據(jù)通過電流的大小，盡量加大印刷線布線的寬度。
因此在布局和布線時要以功能電路核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在印刷電路板上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接，緩沖電路要盡量靠近被保護的器件，盡可能地減小關(guān)鍵環(huán)路的面積，以抑制開關(guān)電源的輻射騷擾。
③ 開關(guān)電源的印刷電路布局時，要按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。還要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，便于批量生產(chǎn)。
5. 開關(guān)電源的電磁兼容性處理實例
經(jīng)實驗室測試，某款開關(guān)電源的輻射騷擾超過標準限值在20dB左右，采用實驗室里容易實現(xiàn)的措施進行如下改進：
●在所有整流二極管兩端并470pF電容；
●在開關(guān)管控制極的輸入端并聯(lián)50pF電容，與原有的39Ω電阻形成一個RC低通濾波器；
●在各輸出濾波電容（電解電容）上并聯(lián)一個0.01μF電容；
●在整流二極管管腳上套一個小磁珠；
●改善屏蔽體的接地。
經(jīng)過上述改進后，該電源就通過輻射干擾測試的限值要求。
在上述對輻射有影響的三個參數(shù)中，I 和f 涉及基本電路的設(shè)計，不能輕易改變。所以**能有效抑制輻射，而且能為設(shè)計人員自如掌控的也只有減小環(huán)路面積A這一參數(shù)了。對照圖2，盡可能地減小環(huán)路面積是減小輻射噪聲的重要途徑，為此，要求開關(guān)電源的印刷線路板的布局和布線中，元器件的排列彼此要緊密，布線中的電流線和它的回線要彼此靠近。在初級回路中，要求輸入電容器、晶體管和變壓器應(yīng)該被此靠近。在次級回路中，要求二極管與變壓器和輸出電容被此貼近。圖4是一個初級回路布線的示意。
在印刷板布局上，減小回路面積的方法：一種簡單的方法是在載流導(dǎo)線旁邊上布一條地線，這條地線應(yīng)盡量靠近載流導(dǎo)線。這樣就形成了較小的回路面積，這有利于減小差模輻射和對外界干擾的敏感度。
如果是雙層線路板，可以在線路板的另一面，緊靠近載流導(dǎo)線的下面，沿著載流導(dǎo)線布一條地線，地線盡量寬些。這樣形成的回路面積等于線路板的厚度乘以載流導(dǎo)線的長度。而平行緊靠的正負載流導(dǎo)體所產(chǎn)生的外部磁場是趨于相互抵消的。
另一種有效的布局方案是將正負載流導(dǎo)體布在同一面上，彼此靠近，而印刷板的反面僅作為“地”（或另一恒定電位面），使“地”板感應(yīng)的鏡象電流與相對的磁場趨于抵消。
一個更好的辦法是采用多層印刷線路板，這時接地層直接布在電源層的上面，由于層間距離達到**接近的程度，對輻射的抑制可以有*好的效果，當然這也是以成本為代價的。
圖5是采用SG6840控制器的開關(guān)電源例子。
圖6 是用SG6840控制器做成的開關(guān)電源實物。
圖7則是印刷線路板的布局和布線。
4.4 通過采用緩沖吸收來降低開關(guān)頻率中的高次諧波成分
開關(guān)電源初級和次級的環(huán)路電流I 及工作頻率f 涉及基本電路的設(shè)計，一經(jīng)設(shè)計定型，不能輕易改變。
然而開關(guān)電源的工作頻率f 僅僅是基波頻率，從目前的設(shè)計水平來看，通常是50kHz至200kHz，或更高一點，即使這樣，就電磁騷擾發(fā)射角度來看，實際上處在一個很低的頻段之內(nèi)，尚不可能形成高頻的電磁輻射。標準規(guī)定的射頻輻射的測量頻段為30MHz以上，能夠達到這一頻率范圍的只可能是開關(guān)頻率的諧波分量。
圖8是用來說明開關(guān)電源開關(guān)波形中諧波分量的輻射發(fā)射能量分析圖。
圖中可以看出，諧波分量的大小與開關(guān)的梯形波上升沿時間tr有關(guān)，tr越小，諧波分量的能量越大。上升沿時間tr決定頻譜的拐點，為了減小輻射發(fā)射，*重要的是要盡量降低開關(guān)頻率或增大梯形波的上升沿時間tr 。就開關(guān)電源來說，著重處理初級逆變電路和次級高頻整流濾波電路的波形。
4.4.1 對初級高頻高壓逆變回路的處理
對于開關(guān)晶體管因驅(qū)動高頻變壓器原邊所感應(yīng)出來的高壓尖峰和輻射騷擾應(yīng)當采用緩沖和箝位的方法予以克服。圖9是幾種可能的方案。
應(yīng)該說緩沖和箝位有著截然不同的使用目的，使用不妥將對開關(guān)電源中的半導(dǎo)體器件的可靠性產(chǎn)生有害影響。
緩沖吸收電路（主要由電阻、電容和二極管電路組成）被用來減少尖峰電壓的幅度和減少電壓波形的變化率，這對于半導(dǎo)體器件使用的**性是有好處的。與此同時，緩沖吸收電路還降低了射頻輻射的頻譜成分，有益于降低射頻輻射的能量。與TVS管的箝位方案相比，緩沖吸收電路具有較低的成本和較高的開關(guān)電源效率，但要求精心設(shè)計、精心調(diào)試。
⑴ 部分緩沖電路（圖9右側(cè)緩沖電路）的分析
① 電容緩沖吸收電路
這是比RC和RCD緩沖電路更加簡單、更加基本的緩沖電路，直接將電容跨接在開關(guān)晶體管漏源之間。導(dǎo)通時，電容通過開關(guān)晶體管放電到零；當開關(guān)管截止時，電源經(jīng)由開關(guān)變壓器初級向電容器充電，電容兩端的電壓“緩慢”上升，抑制了開關(guān)管上的電壓變化和尖峰電壓的形成。只是開關(guān)管導(dǎo)通時電容要被短路，電容直接經(jīng)過開關(guān)管放電到零，會在開關(guān)管中產(chǎn)生很大的尖峰電流，使開關(guān)晶體管的導(dǎo)通損耗大大增加。電容越大，對開關(guān)管上的尖峰電壓的抑制作用越好，但是在開關(guān)管導(dǎo)通時的電流尖峰和導(dǎo)通損耗也越大。所以實際使用時，對電容緩沖電路的限制較多，電容的值只能用得較小，使用效果一般。
② RC阻容緩沖吸收電路
為了克服電容緩沖吸收電路的缺點，可采用RC阻容緩沖吸收電路來代替單個電容。由于電阻R的參入，使得在開關(guān)晶體管斷開時的緩沖作用比電容為差。但在開關(guān)管導(dǎo)通瞬間由于R的存在，限制了開關(guān)管導(dǎo)通時的電流峰值。R值不同，對緩中吸收的效果也不同。R越大，緩沖吸收越差。實用中R的阻值都取得比較小。這種緩沖吸收電路在雙極晶體管和MOSFET的過電壓保護中用得非常廣泛。
③ RCD緩沖吸收電路
RCD緩沖吸收電路與RC阻容緩沖吸收電路的不同在于在電阻R的兩端并聯(lián)了一個二極管。這一改進使得開關(guān)晶體管在截止瞬間電源經(jīng)由二極管向電容C充電，由于二極管順向?qū)ǖ膲航岛苄?，所以對開關(guān)晶體管關(guān)斷時的過電壓緩沖吸收效果與單個電容相當。而當開關(guān)晶體管導(dǎo)通時，二極管的單向?qū)щ娮饔檬沟萌腚娙莸姆烹娭荒芙?jīng)過串聯(lián)電阻R進行，其作用與RC阻容緩沖吸收電路相當。在RCD緩沖吸收電路設(shè)計時，要保證當開關(guān)晶體管斷開時，電容C要充電到電源電壓值；而當開關(guān)管導(dǎo)通時電容上的電荷要經(jīng)過電阻R完全放光。因此，在每一個開關(guān)周期中，電容上儲存的能量要全部消耗在電阻R上，故這種緩沖吸收電路要消耗的能量比較大，但效果比前兩種緩沖吸收電路要好。由于這種電路的能量損耗正比于開關(guān)電源的開關(guān)頻率，對于在頻率很高的開關(guān)電源上較少采用。
⑵ 箝位電路的分析
箝位電路（圖8中采用的是半導(dǎo)體瞬變電壓吸收二極管與高速、高反壓二極管的串聯(lián)電路來擔任）僅被用來減少尖峰電壓的幅度，而對于dv/dt的瞬變沒有任何改善作用。因此，箝位電路對于減少因瞬變造成的輻射騷擾幾乎無用。箝位電路主要用來防止半導(dǎo)體器件和電容器有被擊穿的危險。實用中，綜合箝位電路的保護作用和開關(guān)電源的效率要求，TVS管的擊穿電壓一般選擇在初級繞組感應(yīng)電壓的1.5倍左右為適宜。
另外，與RC或RCD緩沖電路相比，TVS管箝位電路使用的元件數(shù)量*少，所占印刷電路板的面積也比較小。
無論是緩沖吸收或者是箝位電路，在安裝布局時要靠近主開關(guān)管和高頻變壓器，并且要縮短包括器件引線在內(nèi)的所有配線。
緩沖和箝位電路對于開關(guān)波形的作用見圖10所示。
4.4.2 對次級整流回路的處理
對于次級回路中作整流的高速二極管的反向恢復(fù)現(xiàn)象，在晶體管截止瞬間出現(xiàn)電流的陡變，因其有著很高的di/dt值，而產(chǎn)生的輻射能量。
為了控制這種輻射：
①可以在變壓器輸出引線到整流二極管的饋線中使用磁珠。
②在高速二極管的兩端跨接低損耗陶瓷電容（或聚酯薄膜電容器）與電阻串聯(lián)而成的緩沖電路。其中電容的典型值為330pF～4700pF，或更大（如10000pF）；電阻為0Ω～27Ω。電阻所消耗的功率PR可作如下估算：
PR ＝CS(VS ) 2f
式中：
CS是并聯(lián)電容，F(xiàn)；
VS是次級電壓，V；
f 是開關(guān)電源工作的頻率，Hz。
上式表明，緩沖電路的電容越大，將來在電阻上的功率損耗也越大，開關(guān)電源的效率會變得低些。通常開關(guān)電源整流二極管上緩沖電路的參數(shù)是采用實物試探法來選擇的，應(yīng)當在開關(guān)電源的設(shè)計階段就加以確定。此外，為了取得盡量好的緩沖吸收效果，緩沖電路要盡量靠近整流二極管來安裝。
③使用軟恢復(fù)二極管（在直流輸出電壓比較低的場合，還可采用肖特基二極管。一方面由于反向恢復(fù)時間短，可以不用緩沖電路；另一方面由于順向壓降低，使得開關(guān)電源在輸出電壓比較低的情況下，也能取得比較高的效率）。
4.5 開關(guān)電源印刷線路板的設(shè)計
前面講述了開關(guān)電源的輻射騷擾的抑制，著重于從印刷線路板的布局和緩沖吸收電路的采用等幾個方面來進行敘述。但是就印刷線路板的設(shè)計來看，這還是不夠的，至少還應(yīng)當包含地線的噪聲、印刷線路的長度、印刷線路之間的耦合等有關(guān)問題。所以在結(jié)束《開關(guān)電源的輻射騷擾抑制問題》這一話題前還想講一講開關(guān)電源印刷線路板設(shè)計方面的事情。
通常開關(guān)電源的印刷電路板是開關(guān)電源設(shè)計的*后一個環(huán)節(jié)，但是設(shè)計不當，就有可能會輻射出過多的電磁騷擾。應(yīng)該指出，要對開關(guān)電源所有的線路都實現(xiàn)*佳布線是不可能的，所以要抓住重點。從電磁騷擾發(fā)射的角度考慮，*重要的信號是高電流和電壓變化率（di/dt和dv/dt）信號。對開關(guān)電源來說是初級的開關(guān)調(diào)整回路和次級的整流輸出回路。這兩個回路都包含高幅值的梯形電流，其中的諧波成分很高，其頻率遠高于開關(guān)的基頻。因此這兩個回路*容易產(chǎn)生電磁干擾，必須在電源中先于其它印制線布線之前布好這兩個回路。這兩個回路都包含三種主要的元件，分別是濾波電容、開關(guān)晶體管或整流二極管、以及電感或變壓器。這些器件應(yīng)彼此相鄰地進行放置，開關(guān)晶體管和整流二極管的位置應(yīng)該使它們之間的電流路徑盡可能短。*佳設(shè)計流程如下：
① 放置變壓器
② 設(shè)計電源的初級開關(guān)電流回路
③ 設(shè)計電源的次級整流輸出回路
另外，從敏感度的角度出發(fā)，針對開關(guān)電源來說反饋控制則是*重要的敏感線路（這里包括與這部分電路相關(guān)的地線處理，參看本講座的圖7）。
一旦把這些重要信號分離出來，在開關(guān)電源的印刷電路板設(shè)計時就可以把重點放到這些線路的設(shè)計上，其他問題也就容易解決了。
在對開關(guān)電源印刷電路布局時要掌握以下原則：
① 首先是印刷電路板的尺寸。尺寸不能過大，否則印刷線條太長，使阻抗增加，而抗干擾的能力下降，成本也增加。尺寸過小則散熱不好，且鄰近線條間易受干擾。電路板的*佳形狀是矩形，長寬比為3︰2或4︰3。并從印刷電路板的兩端引進線和出線（一端是進線，另一端是出線。進線和出線不能靠得太近）。
② 由于線路的長度反映出印制線響應(yīng)的波長，長度越長，印制線能發(fā)送和接收電磁波的頻率就越低，也就能輻射或接受出更多的射頻能量。另外，從減少環(huán)路電阻和減小公共路徑的相互干擾出發(fā)，根據(jù)通過電流的大小，盡量加大印刷線布線的寬度。
因此在布局和布線時要以功能電路核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在印刷電路板上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接，緩沖電路要盡量靠近被保護的器件，盡可能地減小關(guān)鍵環(huán)路的面積，以抑制開關(guān)電源的輻射騷擾。
③ 開關(guān)電源的印刷電路布局時，要按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。還要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，便于批量生產(chǎn)。
5. 開關(guān)電源的電磁兼容性處理實例
經(jīng)實驗室測試，某款開關(guān)電源的輻射騷擾超過標準限值在20dB左右，采用實驗室里容易實現(xiàn)的措施進行如下改進：
●在所有整流二極管兩端并470pF電容；
●在開關(guān)管控制極的輸入端并聯(lián)50pF電容，與原有的39Ω電阻形成一個RC低通濾波器；
●在各輸出濾波電容（電解電容）上并聯(lián)一個0.01μF電容；
●在整流二極管管腳上套一個小磁珠；
●改善屏蔽體的接地。
經(jīng)過上述改進后，該電源就通過輻射干擾測試的限值要求。
