Buck变换器的EMC分析

关键词：开关电源；电磁兼容；电磁骚扰；电磁干扰；耦合通道

引言

开关电源通过改变开关器件的导通比来有效地控制输出电压和电流的大小。通常它在几十kHz以上的开关频率下工作，当开关导通时，它将流过浪涌电流Cdv/dt；当开关断开时，其两端将会产生浪涌电压Ldi/dt，形成较强的电磁骚扰源。随着半导体开关器件的不断发展，开关频率将提高到MHz数量级，使电磁骚扰更加严重。因此，必须采用相应的措施，加强开关电源的电磁兼容性（EMC）。

电磁兼容性是指在不损失有用信号所包含信息的条件下，信息和干扰共存的能力。电力电子装置在其使用环境下，承受来自外部电磁干扰的同时也向周围环境释放干扰。在设计制造电力电子装置时，应考虑到电力电子装置在工作时所产生的电磁骚扰不对在同一环境中工作的其它电子设备的运行产生不良影响，同时来自外部环境的电磁干扰又不会影响电力电子装置的工作。

1 Buck系统的电磁干扰

以下结合Buck变换器来具体讨论电磁干扰产生的原因和条件，从而找出抑制和消除的方法。图1是Buck变换器的原理结构图。

主电路主要由功率开关管S、肖特基二极管D、滤波电容C、电感L、阻性负载Ro以及无感采样电阻RL组成。此电路的基本参数是输入端为36V铅酸蓄电池，输出要求为10A恒流，开关频率为50kHz。控制芯片采用SG3525，驱动芯片采用TLP250。辅助电源采用反激。主电路选择合适的闭环参数是重要的一步，合适的闭环参数可以使电路稳定，产生较小的EMD。

图2是该系统的电磁兼容性示