开关电源（英文：Switching Mode Power Supply），又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转化设备。其功用是将一个位准的电压，透过不同办法的架构转化为用户端所需求的电压或电流。开关电源是运用现代电力电子技能，操控开关管注册和关断的时间比率，保持安稳输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）操控IC和MOSFET构成。跟着电力电子技能的开展和立异，使得开关电源技能也在不断地立异。现在，开关电源以小型、轻量和高功率的特色被广泛使用简直一切的电子设备，是当今电子信息产业飞速开展不行短少的一种电源办法。
开关电源电磁搅扰的处理：
开关电源存在着共模搅扰和差模搅扰两种电磁搅扰办法。依据剖析的电磁搅扰源， 结合它们的耦合途径， 能够从EMI 滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来按捺搅扰， 把电磁搅扰衰减到答应极限之内。
1.沟通输入EMI 滤波器
滤波是一种按捺传导搅扰的办法， 在电源输入端接上滤波器能够按捺来自电网的噪声对电源自身的损害， 也能够按捺由开关电源产生并向电网反应的搅扰。电源滤波器作为按捺电源线传导搅扰的重要单元， 在设备或体系的电磁兼容规划中具有极其重要的效果。电源进线端一般选用如图1 所示的EMI 滤波器电路。该电路能够有用地按捺沟通电源输入端的低频差模打扰和高频段共模打扰。在电路中， 跨接在电源两头的差模电容Cx1、Cx2 （ 亦称X 电容） 用于滤除差模搅扰信号， 一般选用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器， 电容值一般取0.1~ 0. 47F。而中心连线接地的共模电容Cy1和Cy2 （ 亦称Y 电容） 则用来短路共模噪声电流， 取值规模一般为C1=C2 # 2 200 pF。按捺电感L1、L2 一般取100~ 130H， 共模扼流圈L 是由两股同等而且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成， 一般要求其电感量L#15~ 25 mH。当负载电流渡过共模扼流圈时， 串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上线圈所产生的磁力线方向相反， 它们在磁芯中彼此抵消。因而， 即便在大负载电流的状况下， 磁芯也不会饱满。而关于共模搅扰电流， 两个线圈产生的磁场是同方向的， 会呈现较大电感， 然后起到衰减共模搅扰信号的效果。
2.运用吸收电路
开关电源产生EMI 的首要原因是电压和电流的急剧改动， 因而需求尽或许地下降电路中电压和电流的改动率（ du/ dt 和di/ dt ） 。采纳吸收电路能够按捺EMI， 其基本原理便是在开关关断时为其供给旁路， 吸收积储在寄生散布参数中的能量， 然后按捺搅扰的产生。能够在开关管两头并联如图2（ a） 所示的RC 吸收电路， 开关管或二极管在注册和关断过程中， 管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压， 能够通过缓冲的办法予以战胜。缓冲吸收电路能够削减尖峰电压的起伏和削减电压波形的改动率， 这关于半导体器材运用的安全性十分有优点。与此一起， 缓冲吸收电路还下降了射频辐射的频谱成份， 有益于下降射频辐射的能量。箝位电路首要用来防止半导体器材和电容器被击穿的风险。统筹箝位电路维护效果和开关电源的功率要求，TVS 管的击穿电压挑选为初级绕组感应电压的1. 5倍。当TVS 上的电压超越必定起伏时， 器材敏捷导通， 然后将浪涌能量泄放掉， 并将浪涌电压的幅值约束在必定的起伏。在开关管漏极和输出二极管的正极引线上可串联带可饱满磁芯线圈或微晶磁珠， 原料一般为钴， 当通过正常电流时磁芯饱满， 电感量十分小。一旦电流要反向流过期， 它将产生十分大的反电势， 这样就能有用地按捺二极管的反向浪涌电流。
3.屏蔽办法
按捺辐射噪声的有用办法便是屏蔽。能够用导电功用杰出的资料对电场进行屏蔽， 用磁导率高的资料对磁场进行屏蔽。为了防止变压器的磁场走漏， 使变压器初次级耦合杰出， 能够运用闭合磁环构成磁屏蔽，如罐型磁芯的漏磁通就显着比E 型的小许多。开关电源的衔接线， 电源线都应该运用具有屏蔽层的导线，尽量防止外部搅扰耦合到电路中。或许运用磁珠、磁环等EMC 元件， 滤除电源及信号线的高频搅扰。可是， 要注意信号频率不能遭到EMC 元件的搅扰， 也便是信号频率要在滤波器的通带之内。整个开关电源的外壳也需求有杰出的屏蔽特性， 接缝处要契合EMC规则的屏蔽要求。通过上述办法确保开关电源既不受外部电磁环境的搅扰也不会对外部电子设备产生搅扰。
4.变压器的绕制
在规划高频变压器时有必要把漏感减到最小。由于漏感越大， 产生的尖峰电压幅值越高， 漏极箝位电路的损耗就越大， 这必定导致电源功率下降。减小变压器的漏感一般选用削减原边绕组的匝数、增大绕组的宽度、减小各绕组之间的绝缘层等办法。
变压器首要的寄生参数为漏感、绕组间电容、交叉耦合电容。变压器绕组间的交叉耦合电容为共模噪声流过整个体系供给了通路。
在变压器的绕制过程中选用法拉第屏蔽来减小交叉耦合电容。法拉第屏蔽简略来说便是用铜箔或铝箔包绕在原边绕组和副边绕组之间， 构成一个外表屏蔽层阻隔区， 并接地， 其华夏边绕组和副边绕组交织绕制， 以减小交叉耦合电容。在设备规程上一般要求散热器接地， 那么开关管漏极与散热器之间的寄生电容就为共模噪声供给了通路， 能够在漏极和散热器之间加一铜箔或铝箔并接地以减小此寄生电容。
5.接地技能的使用
开关电源需求注重地线的衔接， 地线承担着参阅电平的重担， 特别是操控电路的参阅地， 如电流检测电阻的地电平缓无阻隔输出的分压电阻的地电平。
（ 1） 设备的信号接地。设备的信号接地， 或许是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参阅点，它为设备中的一切信号供给了一个公共参阅电位。如浮地和混合接地， 别的还有单点接地和多点接地。
（ 2） 设备接大地。在工程实践中， 除仔细考虑设备内部的信号接地外， 一般还将设备的信号地， 机壳与大地连在一起， 以大地作为设备的接地参阅点。
操控信号的地电平衰减应尽或许的小， 因而， 选用操控部分一点接地， 然后将公共衔接点再单点接至功率地。这种接地办法能够使噪声源和灵敏电路别离。别的， 地线尽量铺宽， 对空白区域可敷铜填满， 力求下降地电平差错和EMI。
在设备中尽量选用外表贴装元器材， 使拼装密度更高， 体积更小， 重量更轻， 可靠性更高， 高频特性好，减小电磁和射频搅扰。
6.PCB 元件布局及走线
PCB 中带状线、电线、电缆间的串间是印刷电路板线路中存在最难战胜的问题之一［ 7］ 。开关电源的辐射打扰与电流转路中的电流巨细、通路的环路面积、以及电流频率的平方的乘积成正比， 因而PCB 的布局规划将直接关系到整机电磁兼容功用。在规划开关电源印制电路板时， 有必要从布局及走线的优化规划着手。
（ 1） 印制板布线地一般要契合以下准则
1、 输入、输出端用的导线应尽量防止相邻相等。最好加线间地线， 防止产生反应耦合;
2、 印制板导线尽量选用宽线， 尤其是电源线和地线;
3、 印制导线拐弯处一般采纳圆弧形;
4、专用零伏线、电源线的走线宽度（1 mm， 电源线和地线尽或许挨近等。
（ 2） 元器材布局时一般要契合以下准则
1、依照电路的流程组织各个功用电路单元的方位， 使布局便于信号流转， 并使信号尽或许保持共同的方向。
2、 以每个功用电路的中心元件为中心， 环绕它来进行布局。元器材应均匀、规整、紧凑地摆放在PCB上， 尽量削减和缩短各元器材之间的引线和衔接。
3、 在高频下作业的电路， 要考虑元器材之间的散布参数。一般电路应尽或许使元器材相等摆放。
4、坐落电路板边际的元器材， 离电路板边际的间隔一般不小于2 mm。
开关电源呈现电感啸叫动静的处理：
但凡做过开发作业的人员都有这样的阅历，测验开关电源或在试验中有听到相似产品打高压不良的漏电动静或高压拉弧的动静不速之客：其动静或大或小，或时有时无；其韵律或深重或尖利，或改动无常者皆有。
1、变压器（Transformer）浸漆不良：包含未含浸凡立水（Varnish）。啸叫并引起波形有尖刺，但一般带载才能正常，特别阐明：输出功率越大者啸叫越甚之，小功率者则体现不必定显着。一款72W的充电器产品中就有过带载不良的阅历，并在此产品中发现对磁芯的原料有着严厉的要求。（此款产品客户要求较为严厉）弥补一点，当变压器的规划欠佳也有或许作业时振荡产生异响。
2、 PWM IC接地走线失误：一般产品体现为会有部分能正常作业，但有部分产品却无法带载并有或许无法起振的毛病，特别是使用某些低功耗IC时，更有或许无法正常作业。
3、光耦（Opto Coupler）作业电流点走线失误：当光耦的作业电流电阻的方位衔接在次级滤波电容之前时也会有啸叫的或许，特别是当带载越多时更甚。
4、基准稳压（Regulator）IC TL431的接地线失误：相同的次级的基准稳压IC的接地和初级%&&&&&%的接地相同有着相似的要求，那便是都不能直接和变压器的冷地热地相衔接。假如连在一起的结果便是带载才能下降而且啸叫声和输出功率的巨细呈正比。
当输出负载较大，挨近电源功率极限时，开关变压器或许会进入一种不安稳状况：前一周期开关管占空比过大，导通时间过长，通过高频变压器传输了过多的能量；直流整流的储能电感本周期内能量未充沛开释，经PWM判别鄙人一个周期内没有产生令开关管导通的驱动信号或占空比过小；开关管在之后的整个周期内为截止状况，或许导通时间过短;储能电感通过多于一整个周期的能量开释，输出电压下降，开关管下一个周期内的占空比又会大……如此循环往复，使变压器产生较低频率（有规则的间歇性全截止周期或占空比剧烈改动的频率）的振荡，宣布人耳能够听到的较低频率的动静。一起，输出电压动摇也会较正常作业增大。
当单位时间内间歇性全截止周期数量到达总周期数的一个可观份额时，甚至会令本来作业在超声频段的变压器振荡频率下降，进入人耳可闻的频率规模，宣布尖利的高频“啸叫”。此刻的开关变压器作业在严峻的超载状况，时间都有焚毁的或许——这便是许多电源焚毁前“惨叫”的由来，信任有些用户从前有过相似的阅历。
5、空载
或许负载很轻时开关管也有或许呈现间歇性的全截止周期，开关变压器相同作业在超载状况，相同十分风险。针对此问题，可通过在输出端预置假负载的办法处理，但在一些“节约”的或大功率电源中仍偶有产生。当不带载或许负载太轻时，变压器在作业时所产生的反电势不能很好的被吸收。这样变压器就会耦合许多杂波信号到你的1.2绕组。
这个杂波信号包含了许多不同频谱的沟通重量。其间也有许多低频波，当低频波与你变压器的固有振荡频率共一起，那么电路就会构成低频自激。变压器的磁芯不会宣布动静。咱们知道，人的听觉规模是20–20KHZ。所以咱们在规划电路时，一般都加上选频回路。以滤除低频成份。从你的原理图来看，你最好是在反应回路上加一个带通电路，以防止低频自激。或许是将你的开关电源做成固定频率的即可。
6、大功率开关电源短路啸叫
信任咱们遇到过这种状况，开关电源在满载后忽然将电源短路测验，有时候会听到电源有啸叫的状况；或许是在设置电流维护时，当电流调试到某一段位，会有啸叫，其啸叫的动静波澜起伏，甚是烦人，究其原因首要为以下：
当输出负载较大，挨近电源功率极限时，开关变压器或许会进入一种不安稳状况：前一周期开关管占空比过大，导通时间过长，通过高频变压器传输了过多的能量;直流整流的储能电感本周期内能量未充沛开释，经PWM判别，鄙人一个周期内没有产生令开关管导通的驱动信号或占空比过小;开关管在之后的整个周期内为截止状况，或许导通时间过短;储能电感通过多于一整个周期的能量开释，输出电压下降，开关管下一个周期内的占空比又会大……
如此循环往复，使变压器产生较低频率（有规则的间歇性全截止周期或占空比剧烈改动的频率）的振荡，宣布人耳能够听到的较低频率的动静。 一起，输出电压动摇也会较正常作业增大。当单位时间内间歇性全截止周期数量到达总周期数的一个可观份额时，甚至会令本来作业在超声频段的变压器振荡频率下降，进入人耳可闻 的频率规模，宣布尖利的高频“哨叫”。此刻的开关变压器作业在严峻的超载状况，时间都有焚毁的或许——这便是许多电源焚毁前“惨叫”的由来，信任有些用户从前有过相似的阅历。 空载，或许负载很轻时开关管也有或许呈现间歇性的全截止周期，开关变压器相同作业在超载状况，相同十分风险。
针对此问题，可通过在输出端预置假负载的办法处理，但在一些“节约”的或大功率电源中仍偶有产生。当不带载或许负载太轻时，变压器在作业时所产生的反电势不能很好的被吸收。这样变压器就会耦合许多杂波信号到你的1.2绕组。
这个杂波信号包含了许多不同频谱的沟通重量。其间也有许多低频波，当低频波与你变压器的固有振荡频率共一起，那么电路就会构成低频自激。变压器的磁芯不会宣布动静。咱们知道，人的听觉规模是20–20KHZ.所以咱们在规划电路时，一般都加上选频回路。以滤除低频成份。从你的原理图来看，你最好是在反应回路上加一个带通电路，以防止低频自激。或许是将你的开关电源做成固定频率的即可。
实例：
咱们现在就来剖析下此电路要害器材对功用参数的影响，限流电阻R=R110//R111//R112//R113//R114。
该电阻的效果是检测输出电流，当输出电流超越阀值时，将封闭输出电流。依据负载瞬态最大电流的要求来调整限流电阻的取值，使最大输出电流不小于瞬态最大电流。
R115，R116调整输出电压Vo=1.25*（1+R116/R115）。
C112为内部震动电路的频率调整电容，电容变小，则频率升高，一般状况，输出方波频率等于该震动频率。频率越高输出纹波越小。
L110电感量越大，则输出纹波越小，纹波的巨细还会影响到输出电压调整的灵敏度，纹波越小，灵敏度越高，输出电压越安稳。可是芯片的SE脚将呈现凌乱的窄脉冲开关电流波形，L110电感简单啸叫。纹波越大，输出灵敏度越低，输出电压安稳度下降，SE脚呈现开关电流频率较安稳，L110电感不会啸叫。
C115的ESR越小，则答应流经电容的纹波电流越大，确保电容运用寿命的一起，纹波电压也越小。相同电容的容量越大，纹波电压也越小。
R117为反应电阻，把输出方波叠加在锯齿波上，能够下降电压调整灵敏度，安稳输出方波电流，防止电感啸叫。
稳压电源电路输出的开关电流的频率挨近或落入音频规模，或周期性方波群的周期频率挨近或落入音频规模。周期性电流通过电感线圈，产生交变磁场，该电感线圈在交变磁场效果下产生振荡而宣布动静。
34063的输出稳压是以PWM办法完成的，芯片的最大占空比的约束以及输出电压，决议了最低输入电压，而芯片的耐压决议了最高输入电压，在电压调整灵敏度恰当的状况下，输入电压变高，则输出方波脉宽变窄，即占空比变小，当输入电压高到某个数值时，占空比无法再小，为了持续稳压，不同的芯片有不同的处理办法，有的下降频率，有的则周期性的丢掉一些脉冲。
周期性丢掉的脉冲群假如周期频率挨近或落入音频规模，就会产生电感啸叫的状况，而假如降频处理后的开关电流的频率挨近或落入音频规模，也会引起电感的啸叫。
处理办法
进步输出开关电流的频率。
当“输入输出比”较大时，关于会周期性丢掉脉冲的芯片来讲，可调整如上图所示C112，下降频率，来获取更大的占空比调整规模，防止呈现周期性的方波群落入音频的规模，然后防止电感的啸叫。
调整R117反应电阻，即改动电压调整灵敏度，防止开关电流频率呈现挨近或落入音频周期规模内的周期性方波群。然后防止电感的啸叫。
添加C111%&&&&&%，下降电压调整灵敏度，防止开关电流频率呈现挨近或落入音频周期规模内的周期性方波群。然后防止电感的啸叫。
在纹波答应规模内，恰当加大纹波起伏，必要的话多加一级滤波。
L110 电感改进工艺，减小振荡啸叫，如要求供货商添加浸漆工序等。
