高压电源中的开关电源电磁干扰之谜共勉于抑制技术的探索
导语：在现代电子技术和功率器件的发展下，开关电源因其体积小、重量轻、高性能、高可靠性等特点，被广泛应用于计算机及外围设备通信、自动控制、家用电器等领域。然而，这些设备工作时会产生较强的电磁干扰，对周围环境造成影响，并且随着电子设备数量增加，空间辐射干扰问题日益突出。
为了加强对当前国内电磁污染的治理，国内自20世纪80年代至90年代开始制定了一些与CISPR标准、IEC801等国际标准相对应的标准。自2003年8月1日中国强制实施3C认证(chinacompulsorycertification)工作以来，“电磁兼容热”愈来愈引起电子研究人员们的关注。
本文将针对开关电源中产生的问题进行深入分析，并探讨相关抑制技术，以提高开关电源的整体性能并减少其对环境和其他电子设备造成的负面影响。
1 开关电源中的三要素
干扰源：指的是产生或传递信号到周围环境中的元件。
传播途径：包括空气、地面以及其他物理介质。
受扰设备：是指受到干扰信号影响而可能出现故障或性能下降的情况。
2 抑制措施
消除或减少干扰源所产生的心波和噪声。
改善受扰设备以抵抗接收到的信号。
采用屏蔽材料保护线缆和金属壳，以阻止辐射向外扩散。
3.1 滤波技术
滤波是消除杂音的一种有效方法，它可以在输入端安装滤波器以过滤掉不必要频率范围内出现的一切噪声，从而达到隔离目的。在设计时应注意频率特性、耐压性能、额定電流以及阻抗特性，以及屏蔽与接地要求正确结合才能起到预期效果。
3.2 屏蔽与接地
屏蔽可以有效抑制开关電力設備發生於開關操作時產生的電磁辐射。静态屏蔽主要用于防止静電场和恒定磁场，而动态屏蔽则主要用于防止交变 电场 和交变 磁场 的影響。在開關電力設備中，可發生電磁波部位通常采用铜板或铁板作为屏蔽，以衰减或者反射这些交流能量，同时需要确保整体系统完整地进行全面的防护措施以避免漏洞导致无效化效果。此外，为实现更好的安全保护，还需通过合适的地线连接使整个系统与大地相连，即为接地处理，使得所有元件都处于一个共同的地基上，从而最小化内部冲突并最大限度降低外部影响。
4 PCB 设计优化
PCB布局是一个关键因素，因为它直接关系到系统能够否成功运作。对于抗干扰设计来说，最重要的是保持良好的通路质量，这意味着尽可能远离敏感区域并使用足够宽阔（但又不是太宽）的轨迹来承载大量数据流动。这一原则也适用于任何需要高速数据传输的地方，如高速缓存芯片组之间连接部分。此外，不同类型的事务应该分配不同的路径，以避免由于竞争导致流量瓶颈形成。如果有可能，将这种分区策略延伸至整个PCB层次，让每个层级上的不同功能都有自己独立且清晰划定的区域，可以进一步增强PCB设计对于抗御EMI效用的能力。
5 扩频调制技术
扩频是一种将原始信息信号从一个较窄带宽范围扩展到一个更广带宽范围内的手段。当我们把这个概念应用到数字通信里，我们就可以把数字序列转换成一种新的模式，使得它在时间域上表现为一系列周期性的脉冲，每个脉冲包含了原始信息的一个采样值。而这样的过程实际上就是一种编码方式，其中我们正在“隐藏”原始信息在一个比原来更长周期内发出的脉冲序列中。这一点非常重要，因为它允许我们同时实现两项目标：首先，我们能够极大程度上提高通信链路上的数据传输速率；其次，我们也能够显著降低EMI问题，因为现在我们的通信链路不再仅仅依赖于单一频道，而是分布在整个多个频道之间，这样做自然会更加难以被检测出来，因此这是一种很有效的情报掩护手段。
6 PFC 技术
PFC网络旨在改善输入AC功率因数(PF)，即调整输入AC直流输出(DC)供给稳定的功率因数，使其尽可能接近理想值(1)。这样做既能提高整流桥效率，也能减少浪费能源。一旦完成这一步骤，就必须考虑如何管理这些DC供给稳定状态下的功率因数，其目的是确保输入AC交流条件下的最佳运行状态。此过程涉及调整各种参数，如选择合适大小的储存容量（capacitors）和精细控制法则，以及保证整流桥架构结构牢固可靠，并具有良好散热能力。本文还会详细介绍如何通过PFC网络维持最佳运行状态及其各方面考虑事项，以及它们如何帮助解决现实世界中遇到的具体挑战，比如如何平衡成本效益贸易-offs等问题，特别是在寻求既高效又经济实惠方案时尤为重要.
7 结论
总结以上内容，本文提供了关于高压开关供货商生产过程中的常见EMI来源及其管理策略概述。这包括了几个关键步骤：
理解为什么EMI发生以及他们对产品寿命和用户满意度潜在地有害;
描述各种策略可以帮助消除/减少Emissions, 包括但不限于过滤, 屏蔽, 接触/地线配置;
提供一些指导方针, 以便开发者/制造商了解什么样的规格需求需要遵循;
讨论PFC作为一种简洁灵活且节能环保解决方案;
最后，如果你已经决定走向绿色环保道路，那么请记住你的决心并不只是为了自己，它也是为了地球母亲，让她继续繁荣昌盛下去!
