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（b） 减低共模干扰的电路原理图
图3-2 减低差模干扰和共模干扰的电路原理图
3.5 开关电源技术的发展动向
开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn
Zn)材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs)
下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、Z CS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。
从上世纪90年代末期同步整流技术诞生以来，开关电源技术得到了极大的发展，采用IC控制技术的同步整流方案已经为研发工程师普遍接受，现在的同步整流技术都在努力实现ZVS、ZCS方式的同步整流。从2002年美国银河公司发表
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了ZVS同步整流技术之后，已经得到了广泛应用。这种方式的同步整流系将二次侧驱动同步整流的脉冲信号调为比一次侧的PWM脉冲信号的上升沿超前，下降沿滞后的方法实现了同步整流M OS的ZVS方式工作。最新问世的双输出式PWM控制IC几乎都在控制逻辑内增加了对二次侧实现ZVS同步整流的控制端子。
模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N＋1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。
电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。
第四章 电磁干扰EMI与防护技术
4.1电磁干扰的定义
电磁干扰﹙Electromagnetic Interference 简称EMI﹚，有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
4.2电磁干扰的危害
电磁干扰是人们早就发现的电磁现象。一些电器、电子设备工作时所产生的电磁波，容易对周围的其他电气、电子设备形成电磁干扰，引发故障或者影响信号的传输。另外，过度的电磁干扰会形成电磁污染，危害人们的身体健康，破坏生态平衡。如果在一个系统中各种用电设备能够正常工作而不致相互发生电磁干扰造成性能改变和设备的损坏，人们就称这个系统中的用电设备是相互兼容的。
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但是随着设备功能的多样化、结构的复杂化、功率的加大和频率的提高，同时它们的灵敏度也越来越高，这种相互兼容的状态越来越难获得。为了使系统达到电磁兼容，必须以系统的电磁环境为依据，要求每个用电设备不产生超过一定限度的电磁发射，同时又要求它本身要具备一定的抗干扰能力。只有对每一个设备都作出这两个方面的约束和改进，才能保证系统达到完全兼容。
通常认为电磁干扰传输有两种方式：一种是传导方式；另一种是辐射方式。在实际工程中，两个设备之间发生干扰通常包含着许多种途径的耦合。正因为多种途径的耦合同时存在，反复交叉，共同产生干扰，才使得电磁干扰变得难以控制。
4.3电磁干扰的控制
电磁兼容学科是在早期单纯的抗干扰方法基础上发展形成的，目标都是为了使设备和系统达到在共存的环境中互不发生干扰，最大限度地发挥其工作效率。但是早期的抗干扰方法和现代的电磁兼容技术在控制电磁干扰的策略思想上有着本质的差别。
早期做法的思路集中在怎样设法抑制干扰的传播上，因此工程技术人员处于被动的地位，哪里有干扰就在哪里给予解决。电磁兼容技术在控制干扰的策略上采取了主动预防、整体规划和“对抗”与“疏导”相结合的方针。首先电磁兼容性控制是一项系统工程，应该在设备和系统设计、研制、生产、使用与维护的各阶段都充分的予以考虑和实施才可能有效。在控制方法上，除了采用众所周知的抑制干扰传播的技术，如屏蔽、接地、搭接、合理布线等方法以外，还采取了回避和疏导的技术处理，如空间方位分离、频率划分与回避、滤波、吸收和旁路等等，有时这些回避和疏导技术简单而巧妙，可以代替费用昂贵而质量体积较大的硬件措施，收到事半功倍的效果。在电路设计的一开始就考虑布局与地线问题是解决电磁干扰问题最廉价和有效的方法。90％的电磁兼容问题是由于布线和接地不当造成的，良好的布线和接地既能够提高抗扰度，又能够减小干扰发射。在实际的屏蔽中，电磁屏蔽效能更大程度上依赖于屏蔽体的结构，即导电的连续性。屏蔽体上的接缝、开口等都是电磁波的泄漏源。穿过屏蔽体的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。 线路板上的导线是最有效的接收和辐射天线，由于导线的存在，往往会使线路板上产生过强的电磁辐射。同时，这些导线又能接受外部的电磁能量，使电路容易遭受干扰。在导线上使用适当的滤波器是一个解决高频
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电磁干扰辐射和接收很有效的方法。脉冲信号的高频成分很丰富，这些高频成分可以借助导线辐射，使线路板的辐射超标。滤波器的使用可使脉冲信号的高频成分大大减少，线路板的辐射将大大改善。
电源线是电磁干扰传入设备和传出设备的主要途径之一。通过电源线，电网上的干扰可以传入设备，影响设备的正常工作。同样，设备自身产生的干扰信号也可以通过电源线传到电网上，对网上其他设备构成危害。为了防止这两种情况的发生，必须在设备的电源入口处安装一个低通滤波器，所以称为电源线滤波器。
4.4无源滤波器对开关电源电磁干扰的应用
图4-1 无源滤波器原理电路
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图4-2 加入无源滤波器的开关电源等效电路
很多人从事电子线路设计的时候，都是从认识电子元器件开始，但从事电磁兼容设计实际上应从电磁场理论开始，即从电磁感应认识开始。一般电子线路都是由电阻器、电容器、电感器、变压器、有源器件和导线组成，当电路中有电压存在的时候，在所有带电的元器件周围都会产生电场，当电路中有电流流过的时候，在所有载流体的周围都存在磁场。
电容器是电场最集中的元件，流过电容器的电流是位移电流，这个位移电流是由于电容器的两个极板带电，并在两个极板之间产生电场，通过电场感应，两个极板会产生充放电，形成位移电流。实际上电容器回路中的电流并没有真正流过电容器，而只是对电容器进行充放电。当电容器的两个极板张开时，可以把两个极板看成是一组电场辐射天线，此时在两个极板之间的电路都会对极板之间的电场产生感应。在两极板之间的电路不管是闭合回路，或者是开路，在与电场方向一致的导体中都会产生位移电流（当电场的方向不断改变时），即电流一会儿向前跑，一会儿向后跑。
电感器和变压器是磁场最集中的元件，流过变压器次级线圈的电流是感应电流，这个感应电流是因为变压器初级线圈中有电流流过时，产生磁感应而产生的。在电感器和变压器周边的电路，都可看成是一个变压器的感应线圈，当电感器和变压器漏感产生的磁力线穿过某个电路时，此电路作为变压器的“次级线圈”就
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