电源适配器中的开关电源背后隐藏的是一场无形的电磁干扰让我们一起探索它产生的奥秘以及如何用技术之手温柔
在现代电子技术的浪潮中，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，为人们的生产生活和社会的建设提供了巨大的帮助。然而，这些高频率工作的设备也会产生强烈的电磁干扰信号，对周围环境造成污染，影响其他电子设备甚至自身正常工作。
为了应对这一挑战，我们需要深入探讨开关电源中电磁干扰产生机理，并寻求有效抑制措施。本文将详细阐述如何通过滤波器抑制电磁干扰，以及屏蔽技术与接地技术如何提高抗干扰能力。此外，本文还将介绍PCB设计技术及其对于减少辐射和串扰至关重要性，以及扩频调制技术如何优化开关电源EMI的问题。最后，本文将讨论一次整流电路中加功率因数校正(PFC)网络对改善输入波形畸变和降低谐波含量的重要性。
开关电源中的滤波器抑制
1.1 无源滤波
无源滤波是利用简单且成本较低的一种方法来解决传导发射问题。在开关电源中，无线免疫系统能够直接作用于主回路，以解决共模干扰问题。这种方法不仅能有效地抑制传导发射，还能降低辐射干扰，从而改善开关电源的兼容性能。
1.2 有源滤波
有源滤波是一种有效的手段来抑制共模干扰。这一方法从噪声来源出发，将一个与噪声大小相等但相位相反补偿信号注入主回路，以平衡原始噪声，从而达到降低噪声水平目的。这一方式通常用于低压小功率应用，但在设计时需考虑到频率特性、耐压性能以及阻抗特性的要求。
屏蔽与接地技术
屏蔽是另一种关键手段，它可以有效地减少开放端口上的辐射和感应，从而减少共模及差模信号。在设计时，应注意屏蔽材料选择以及连接质量以确保效果。此外，正确安装并连接带有屏蔽罩的大型元件也是关键步骤之一。
PCB设计技巧
印刷环路板(PCB)布局是一个复杂过程，其中涉及到大量细节，如通道宽度、距离间隔以及层次结构等。通过合理安排这些参数，可以显著减少反馈效应并提高系统稳定性，同时也能减少散热问题，使得整个系统更加可靠和高效运行。
扩频调制法则
扩频调制是一种增加数据带宽以避免多普勒移位现象的手段。在这个过程中，将基准脉冲分配成更为均匀分布在时间轴上的模式，每个脉冲都被赋予不同的时间延迟，使得每个脉冲之间存在一定间隔。这样做可以使得同样的数据占据更大的时间范围，而不是集中在一个短暂窗口内，从而大幅度降低了该数据所引起的EMI风险，同时保持了相同或更好的数据速率和精度。
功率因数校正(PFC)
PFC网络是实现交流-直流转换的一部分，它通过调整输入交流当前以匹配输出直流负载功率需求来提升整流效率，并最终提高整个系统效能。通过实施PFC，可以显著提升整流过程中的功率因子，从而优化整流操作并增强整体系统稳定性同时能够避免过剩或不足的情形发生，因此它成为必须考虑的一个关键要素。
