今天小编为大家精心挑选了关于《开关电源应用研究分析论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。[摘要]音频功率放大器对电源的要求比较特殊,一般电源很难满足要求,而电源的好坏又很大程度上决定的功率放大器的音效好坏,本文根据教学实验需要，分析了一种专门用于音频功率放大器的高频开关电源的设计方法，从而得出结论,认为高频开关电源是可以用于高保真音频功率放大器的。这使高频开关电源的应用领域扩展到了高保真音频功率放大器中,为以后的研究提供基本的理论基础。
开关电源应用研究分析论文 篇1：
开关电源数字化控制技术研究
【摘 要】论文研究的主要目的是对数字化开关电源控制技术进行深入研究，论文首先对数字化开关电源的研究现状进行简单分析，阐述了开关电源数字化技术的优势，对开关电源数字化技术的控制方法进行系统研究，分析了各个控制方法的研究进展。以供相关读者参考借鉴。
【
【关键词】数字化;PID控制方法;模糊控制方法
【
1 引言
随着我国社会的快速进步，各种电子设备成为人们生活当中不可缺少的生活用品。开关电源技术是电子产品技术的主要部分，完善的电源系统是电子设备正常运行的必要条件，与此同时，近年来市场上对数字化开关电源的需求量逐渐增大，各个行业领域对电子设备电源系统的性能要求也在不断提高。以上因素使开关电源行业要不断提高电源的精确度、效率，减小电源的体积，使开关电源的整体性能得到提高。基于此，本文对开关电源数字化控制技术进行研究分析，对提高开关电源的性能具有重要意义。
2 开关电源数字化控制技术的研究现状
数字化电源的本质特征是电源对输出电压以及电流的PWM调节是由控制芯片按照数字控制算法以及方式进行的，受数字控制器材自身性能限制，当开关的频率达到MHz时，数字控制技术就不能达到开关的设计要求。另外，数字控制器材成本较高，所以，目前模拟开关电源依旧在开关市场中占据主导地位[1]。现如今，开关电源数字化控制技术研究主要分为两类，首先是研发数字化控制芯片，其次是研究数字化电源开关。近些年，开关数字化主要有以下几个研究方向：一是研究数字化控制方案，其主要是研究不同性能的数字芯片，应用于数字化开关电源;二是研究数字控制技术算法，针对拓扑结构进行数字分析，进而提出更加合理的数字控制算法;三是研究智能化设计，以实现对电源的智能化监管。基于此，本文对开关电源数字化控制技术进行系统研究。
3 开关电源数字化控制技术的优势
电源开关的体积很小、重量很轻且电源变换效率较高，使其广泛应用于计算机、机器控制设备、家用电器等电器当中。但随着经济水平的提高以及科学技术的发展，人民对电源开关的要求也逐渐提高，以前的电源开关设计时大多采用模拟控制技术，该技术只适用电力较小、频率较低以及功能少的开关，并且该电源开关存在电路较为复杂、控制器件多等缺点[2]。相比之下数字化开关电源有如下几点优点：一是数字化电源开关应用了先进的控制技术以及智能控制系统，使开关电源性能更高，能更好地满足人们的智能化需求;二是该开关控制系统较为灵活，控制系统可以随时进行升级改进，可以在线对控制算法以及控制数据进行修改，可以有效减短电源开关的设计周期;三是电源开关的控制电路中器件数量很少，可以有效减小控制面板体积，使系统的抗干扰能力得到很大的提高;四是电源开关的控制系统可靠性能得到很大提高，便于进行标准化生产，并且生产制造方便快捷。
4 开关电源数字化技术的控制方法研究
开关电源数字化控制方法是现如今电源研究当中的重点，随着数字化技术的广泛应用，许多离散控制方法也应运而生，主要包括无差别控制、PID控制、模糊控制、滑膜變结构控制等，进而推动了开关电源数字化技术的快速发展。
4.1 无差拍控制
无差拍控制是基于电路方程的一种控制方法，其应用信息状态的反馈机制实现了零点以及极点的对消，并且在原点上配置了另外一个极点。在达到预期效果的情况下，输出可以与给定完美匹配，畸变率相对较小[3]。所以，在开关频率较低的条件下，无差拍控制也能够有保证波形的良好质量，使数字化开关电源的性能有所提高。与此同时，无差拍控制法也有相应的缺点，首先，该控制法的采集时间以及计算时间较长，限制了输出脉冲的占比;其次，无差拍控制的系统参数灵敏度较差。由于无差拍控制技术自身的局限性，使无差拍控制技术的应用受到一定的限制。
4.2 PID控制
PID控制技术是一种经典的控制方法，凭借其结构简单以及可靠性高等优点得到广泛应用。传统的开关多采用模拟PID控制法，与其他的控制法相比，PID控制方法主要具有以下优势：首先，PID算法包含了动态控制整个过程的信息数据，可以使整个控制过程更加精确、快速、稳定，有非常好的控制效果;其次，PID控制法在整个控制过程中对控制系统参数的依赖性低，进而控制系统参数的变化对控制效果的影响小，使控制系统的整体性能得到有效提高[4]。最后，PID控制法已经较为完备，可以应用到数字化开关电源的设计当中。但是，当PID控制法应用到数字化电源开关的设计当中时，也有一些局限性。首先是系统的误差降低了PID算法的分辨率，使PID的控制精度降低;其次，采样以及计算时间延长使得控制系统时间滞后。
4.3 模糊控制
电子设备是一个复杂的、多变的、非线性的系统，控制系统的复杂性与电源控制系统的准确性之间存在着一定矛盾。然而，模糊控制系统能够精确找到二者之间平衡点，对系统当中的复杂状况做出准确判断，并及时对信息进行处理。模糊控制方法在开关电源的控制系统中主要有以下几方面优点：首先，模糊控制在设计的过程当中不需要对被控制对象进行准确的数学建模，其有较强的适应性与鲁棒性;其次，系统处理器查找模糊控制数据只需要用很少的时间，所以，可以应用很高的采样率对系统中的实际偏差进行补偿，进而提高了整体系统的精确度[5]。目前，受技术水平的限制，模糊变量的分类以及模糊规则数都受到了一定程度的限制，没有统一的理论对确定隶属函数进行指导。因此，当前的模糊控制准确度还有待提高。
4.4 滑膜变结构控制
滑膜变结构控制在本质上是不连续的开关电源控制方法，该种控制方法将电源系统的跟踪误差以及误差导数控制在一条固定的滑膜曲线之上，该过程与系统的参数变动和外部的干扰完全无关，使电源开关控制系统的鲁棒性得到增强。滑膜变结构控制有非常明显的应用优势。但是，该控制方法也存在一定的缺陷，其存在着控制系统的稳定性不强，在高频率的状态下容易抖动，很难选到理想当中的滑膜切面，与此同时，系统控制效果容易受采样率等相关因素的影响。因此，要强化滑膜变结构控制在开关电源设计当中的应用，还需要对该技术进行进一步的研究。
5 结论
通过对文章的分析可知，数字化电源开关是未来发展的趋势，伴随着数字化技术的发展，性能较高的开关电源成为广大科技工作人员的研究热点，应用数字化控制技术，可以简化传统开关电源中的复杂电路，提高开关电源的整体性能。基于此，本文对开关电源数字化控制技术进行系统探究，通过应用PID控制方法、無差拍控制方法、模糊控制方法、滑膜变结构控制方法等可以有效提高开关电源的整体性能，满足市场对电源开关的性能需求。
【参考文献】
【1】夏良.1.4kW数字化开关电源整机系统设计与实现[J].华侨大学，2017，15（24）：24-35.
【2】董明华，吕仙阳.全数字化高频双脉冲开关电源在电镀及电泳上的应用研究[J].现代涂料与涂装，2016，19（05）：20-32.
【3】姜东东.基于STM32的单细胞电动进样数字化电源设计及控制方法研究[J].广西师范大学，2016，24（23）：24-37.
【4】张禁.开关电源并联系统数字化平均电流自动均流技术的研究[J].安徽工程大学，2016，15（34）：25-31.
【5】刘胜利.开关电源数字化技术的新天地（九）数字控制兼容的双底边±4A、MOSFET驱动器UCD7021：具有可编程的公用电流检测（上）[J].电源世界，2016，24（08）：32-44.
作者：聂慧芳
开关电源应用研究分析论文 篇2：
教学实验用音频功率放大器专用高频开关电源的设计
[摘要]音频功率放大器对电源的要求比较特殊,一般电源很难满足要求,而电源的好坏又很大程度上决定的功率放大器的音效好坏,本文根据教学实验需要，分析了一种专门用于音频功率放大器的高频开关电源的设计方法，从而得出结论,认为高频开关电源是可以用于高保真音频功率放大器的。这使高频开关电源的应用领域扩展到了高保真音频功率放大器中,为以后的研究提供基本的理论基础。
[关键词]高频开关电源 电磁兼容 音频功率放大器 负载特性
一、引言
音频功率放大器主要由前置级、音调级、功率放大级3部分组成。前置级要求输入阻抗高、输出阻抗小、频带宽、噪声小；音调级对输入信号主要起到提升、衰减作用；功率放大级是音频功率放大器的主要部分，它决定输出功率的大小，要求输出效率高，输出功率大的特点。对整机的要求是失真小、噪声低，有较好的扩音效果。
通用的整流电源必须使用大容量变压器,这样才能保证相对较高的电气性能。但是，可想而知，这样电源系统的体积就会很大，相对笨重，成本也很高。一般的高保真音频功率放大器都是使用这种整流电源来供电的。
为了得到质量轻，体积小，成本低，而且电气特性优良的电源系统，我们首先想到了高频开关电源，因为高频的存在，使得用于变换的变压器体积小，质量轻。而现代电力电子技术的成熟也能保证开关电源有很好的电气特性。
众所周知，因为音频功率放大器要求电流变化的范围等因素的存在，一般通用的开关电源在音频功率放大器中表现欠佳，因此它在高保真音频功率放大器中没有获得广泛应用。所以开发音频功率放大器专用开关电源就很必要了。
通过对一系列的实验数据的分析我们发现，音频功率放大器对电源供电系统的要求很特殊。所以我们又分析了开关电源的特点，综合考虑，设计专用的开关电源。实验和主观听音评价都表明，高频开关电源在音频功率放大器中表现得很优秀。它完全可取代一般笨重的整流电源，成为高保真音频功率放大器电源的主流。
二、电磁干扰问题
电磁干扰问题是在设计开关电源时一定要考虑的问题，而在音频功率放大器中使用的开关电源我们就要更加注意此问题，因为电磁干扰是影响功放音质表现的主要因素，开关电源电磁干扰的形成有很多种，其中典型的如以下几个方面：
1.工频信号的电磁干扰
顾名思义，工频信号的来源是工频电网中的电压电流信号，一方面，工频电压中的基波分量本身就是一种干扰，只是干扰的频段较低。所以在一般的开关电源中，工频电压的基波分量的影响几乎不能查觉。另一方面，电力电子设备的出现，使电力控制等领域又有了实质性的发展。但是同时也带来负面影响。就是它会给电网带来谐波污染，而这大量的谐波污染又会反过来影响电力电子设备的稳定性。
2.功率变换管开关电磁干扰
在应用了PWM技术的开关电源中，主功率开关管一般在高电压和大电流或者以高频开关方式下工作，开关电压及开关电流一般都会畸变，例如，如果在阻性负载时，开关电压和电流的波形会呈现出近似为方波的类型波，这样，其中就一定含有大量的高次谐波分量。因为电压差可以产生强电场、电流的流动可以产生强磁场，而且大量的谐波电压电流的高频部分在设备内部会产生杂乱的电磁场，从而干扰设备内部电路，使系统工作不稳定，性能降低。与此同时，由于电源变压器存在的漏电感及分布电容和主功率开关管都不是工作在理想状态，在开关管在用很高的频率运做时，就会产生高频高压的尖峰谐波振荡，这种谐波振荡会产生高次谐波，就会通过开关管与散热器间的分布电容传入内部电路。
3.整流回路产生的电磁干扰
一般开关电源中有两个整流回路：一次整流回路和二次整流回路，这两者都不同程度的产生电磁干扰，虽然要经过滤波处理，但是二次整流回路和一次整流回路都依然会有少量的谐波干扰，因为变换频率远高于工频电网频率50Hz。即，整流回路产生的电磁干扰也是一种高频干扰。
综合以上分析，我们可以看出，这些干扰有着共同的特性，那就是它们都是高频干扰源。开关电源电磁干扰的频率都高于开关电源的开关频率。很多移动通信设备由于开关电源的电磁兼容性不好都影响了他们的正常工作。假如我们将开关频率设计在100 kHz以上，即使对这些干扰不采取其他特别的措施，也不会影响到通频带相对比较窄的音频功率放大器的正常工作。事实上，人们对于开关电源存在各种各样的电磁干扰已经做了各种努力，在几十年的开关电源发展史中，人们也在降低其电磁干扰方面尝试了很多的方法并有了一定的突破。例如，吸收电路可以降低电路中电压和电流的变化率；用软开关技术来修正电路的变换波形；使用EMI滤波技术抑制开关电源的传导干扰；选择合适的驱动电路，选用优秀元器件(包括功率管、二极管、变压器等)；进行合理的PCB布局、布线及接地，减小 PCB的电磁辐射和PCB上电路之间的串扰；加强屏蔽等措施。
三、音频功率放大器对开关电源的基本要求
音频功率放大器是一种功率经常突变的负载,对电源要求是:功率储备量大、反应迅速。对电源的功率储备量大，是因为只有这样才能应付各种音乐巨大的动态；要求电源反应迅速，是因为音频功率放大器经常处于负载的迅速变化中，电源的反应速度必须非常快，才能还原那些猝发性的高频信号。大的功率储备量和高反应速度是设计音频功率放大器专用开关电源的两条基本原则。通常的开关电源没有在这两方面做出特别的考虑，这正是它们无法适应音频功率放大器的根本原因。事实表明依照这两条原则设计出来的开关电源，在音频功率放大器中的表现是优秀的。
开关电源的高频变换电路形式很多，常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
推挽变换器功率开关管承受的电压应力高,只适用于低输入电压的场合,而且开关管关断时漏感能量在开关管上引起高的电压尖峰,给主功率变压器的绕制提出了很高的要求,同时变压器的偏磁问题给器件的一致性和驱动电路脉冲宽度的一致性提出了较高的要求。
在中大功率DC- DC变换器中一般采用全桥变换的电路结构,全桥变换器有两种典型的控制方式,即PWM控制和移相控制。PWM控制因为具有很多的优良性能而应用得十分普遍,但是由于PWM控制变换器中的开关器件一直工作在硬开关状态,每个周期都在高电压下开通,大电流下关断,使器件承受的开关应力大。另外,在高频PWM中会产生相当大的开关损耗,且开关损耗会随着开关频率的提高而增大,使得开关电源效率无法提高。而采用软开关技术的功率器件在零电压、零电流的条件下导通或关断,可以有效地降低开关管的损耗,因此理论上将开关管视为零损耗。采用移相控制软开关变换技术,实现超前相臂和滞后相臂的软开关方式有很多,也很复杂。
反激式开关电源的电路中存在一些电压剧变的节点。和电路中其他电势相对稳定的节点不同,这些节点的电压包含高强度的高频成分。这些电压变化十分活跃的节点称为噪声活跃节点。噪声活跃节点是开关电源电路中的共模传导干扰源,它作用于电路中的对地杂散电容就产生共模噪声电流。因此，反激式开关电源产生的电磁干扰相对较大。
单端正激型开关电源的结构比较简单，已广泛用于中小功率输出场合。但是由于这种拓扑结构的特点是功率变压器工作在B-H曲线的第一象限，因此必须采用适当的去磁方法，以消除磁心单向磁化饱和的潜在隐患。
四、音频功率放大器开关电源设计方法框图
基于以上分析，我们能够得出图1所示的适合音频功率放大器的开关电源基本工作框图。
其中，PWM控制驱动电路是整个电路的控制核心，可以由单片机或DSP实现；直流输出通过取样电路、放大电路进入控制核心，与基准电压比较，形成闭环。
五、结论
本设计方法既能用于直流电功率测量，又能用于低频交流电功率测量，从直流到音频范围内都能正常工作。由于采用有效值乘积的计算方式，不论对正弦单频信号，还是复杂波形的音乐、语音信号，本设计方法直接给出的都是负载实际消耗的有功功率，满度误差一般不超过±3％，基本能够满足教学实验的要求。且本设计方法的突出优点是电路简单可靠，工作频率范围宽，低成本，以有效值方式实现了有功功率的测量。既可单独使用，也可直接内嵌到相关设备中实现直流和低频电功率的测量及数字显示，非常适合教学实验及科研使用，值得推广。
参考文献:
[1]徐垦.新型的真有效值数字测量表A New Digital Measurement Meter for True Effective Value [J].电测与仪表,2005,42(6).
[2]蔡菲娜.基于C8051F单片机的非正弦波功率表的研制Study of non-sinusoidal waveforms Watt-meter based on C8051F-SCM[J].电测与仪表,2004,41(3).
[3]王学伟,周海波,张礼勇.电功率采样测量技术及其发展概况The survey and development of power sampling measurement technology [J].电测与仪表,2002,39．
[4]陈霞.利用AD7755实现电能有功功率的测量Using AD7755 to realize active power measurement [J].山东理工大学学报(自然科学版),2004，18(5)．
[5]张平柯．高频开关电源在高保真音频功放中的应用研究[J].器件与电路，2007,(6)．
(作者单位：浙江理工大学信息与电子学院）
作者：屠双贵
开关电源应用研究分析论文 篇3：
“电磁兼容”课程案例导入式教学实践
摘要：“电磁兼容”是一门理论性和实践性都非常强，涉及知识范围非常广的综合性学科。针对传统教学模式存在的问题，结合自己的科研经验开展了案例导入式教学法的尝试，依据教学内容和进度，选择开关电源EMI滤波器设计的案例，让学生参与进来，激发了学生的学习兴趣，增强了直观认识，加深了对相关知识点的理解。
关键词：电磁兼容；教学改革；案例导入式教学
作者简介：李玉梅（1975-），女，山东嘉祥人，海军工程大学电气工程学院，讲师；卜乐平（1965-），男，湖南益阳人，海军工程大学电气工程学院，教授。（湖北 武汉 430033）
随着现代科学技术的发展，电子、电气设备或系统获得越来越广泛的应用。电磁环境日益复杂，处在其中的电子、电气设备面临越来越多的干扰，造成性能降低、功能丧失的概率明显增加。因此，在电子、电气设备和系统的设计、研制和生产过程中，如何解决电磁兼容问题已受到越来越广泛的重视。我国从2003年8月起对电子设备实行电磁兼容性强制性认证。自2005年开始，海军工程大学（以下简称“我校”）为自动化专业和电气专业学生开设了“电磁兼容”课程（20个学时），旨在帮助学生了解电磁兼容的基本概念和基本原理，掌握电磁干扰的抑制措施，熟悉电磁兼容性测试标准和方法，为电气设备的电磁兼容设计与电磁干扰评价打下牢固基础。与之相关的“电磁兼容”课程是从电磁兼容基本概念入手，由“电磁干扰三要素”中的“干扰源”和“传播途径”展开，介绍干扰源的特点及性质，分析传导干扰和辐射干扰，进而讨论电磁干扰控制原理及控制电磁干扰的“三大技术”（接地、屏蔽和滤波），最后介绍电磁兼容预测分析及电磁兼容性测试技术。该课程来源于实践，又回归到工程应用中。
一、“电磁兼容”课程教学的现状
1.教学内容与相关科技的最新成果脱节
随着电力电子及电气自动化技术的发展，大功率、高电压开关及逆变器、整流器等设备产生的干扰和对控制设备的影响越来越突出。电磁兼容学科涉及到如何减少设备产生的干扰，如何防止其他干扰源对电气设备的影响。科技越是发达，电磁环境越是复杂，电磁兼容问题也越是突出，所以不可避免地会出现原有“电磁兼容”教学内容陈旧，不能反映相关科技的最新成果，这就不利于培养具有综合应用能力的新型人才。因此，必须进行教学改革，把这些新成果及其工程思想纳入到教学实践当中。
2.教学方法仍然以“满堂灌”教学为主
首先，“电磁兼容”这门课程的基本原理比较抽象，含有大量繁琐的公式推导和论证，而它的应用却具有很强的工程实践性。抑制电磁干扰的“三大技术”都是来源于实际工程应用，由于电磁兼容学科基于复杂的电磁场理论，有一些抑制措施在工程应用中有很好的效果，但其机理却可能还没完全搞清楚。在实际的教学过程中，大多数师生很难接触到实际工程，也就不知道如何运用课堂所学知识解决工程中的实际问题，因此，教学内容与实际应用脱节，教学效果相对比较差。其次，课堂教学基本上以教师讲授为主，学生被动听课，缺乏有效的互动环节。学生总是听讲一些枯燥的理论知识，很容易昏昏欲睡。最后，由于电磁兼容测试的仪器设备比较昂贵，针对本科教学的“电磁兼容”课程一般很少开设实验课，这样的教学后果难以激发学生学习兴趣，不利于培养他们的创新能力。
二、案例导入式教学法的概念及特点
1.案例导入式教学法的概念
案例导入式教学法是一种以案例为基础的教学法。教师基于理论知识与实践知识相结合的基础，并结合教师自身科研过程中遇到的问题，给出相应的现场或工程中的课题，让学生在查阅、学习相关资料后，在教师的指导下进行讨论、分析、计算和研究，充分理解所学的相关理论知识，从而达到锻炼和提升学生解决问题、分析问题的能力。与传统的教学方法相比，案例导入式教学是在传统教材的基础上，与时俱进，适时引入合适的实际工程的应用案例，更强调教师与学生的交互性和教师对学生的启发性。通常教学案例综合性较强，需要学生熟练掌握理论知识，处理案例的思维方式灵活，多方查阅资料，独立思考问题并与同学探讨问题，这样有利于培养学生分析和解决复杂问题的能力，进而提高他们学习的积极性，增强创新意识。
2.案例导入式教学法的特点
（1）客观性和直观性。案例来源于实际的工程应用，与理论知识相比更直接，更让学生能感觉到学习本门课程的作用和意义，所以案例具有客观真实性，必然使得案例导入式教学也具备客观真实性。
（2）综合性和引导性。一个具体的案例所考察的知识点比较丰富，甚至有可能延伸到其他课程的知识，因此案例的分析、解决过程也比较复杂。学生拿到案例后，经过消化，需要主动查阅相关资料，利用已掌握的理论知识分析问题并与同学探讨，制定出解决方案；而教师只是给予必要的引导，并根据不同学生的不同理解补充新的教学内容。
（3）过程交互性。在案例导入式教学过程中，教师应该是一个很好的指挥家，学生应该是一个很好的行动者。教师把学生分成几个小组，每个小组成员进行不同分工，合作完成案例的方案论证和实现，并最终完成详实的书面报告，教师负责协调组与组之间的竞争意识，激励组内人员解决问题的积极性。最后在课堂上展开讨论和总结评价，这也是全班同学进行知识共享的过程，整个教学过程是动态变化的。
三、应用案例
案例导入式教学法中所给的课题具有很强的目的性，都是以现场所需或工程实践项目为题。一个具体的案例所包含的知识通常比较丰富，案例的分析、解决的过程也较为复杂，因此在选择案例或设置问题时，要根据教学进度和围绕课程主要章节的重点或难点进行设置，注意体现教学内容的连贯性。[4]
一般情况下，是在讲授完课程中的一些基本概念、基本原理后再引入具体案例的，通常案例导入式教学安排在课程实施进度的后半部分，例如在学习了电磁兼容的基本概念、电力电子典型干扰源以及接地技术后，在进行讲授电磁兼容滤波技术的时候，可引入案例“开关电源的EMI滤波器设计”。开关电源广泛应用于各种电子、电气设备中，对于自动化或电气工程的学生来讲是非常熟悉的，也是今后工作中经常需要使用到的。笔者曾制作了一个输入电压为220V，额定输入电流为0.5A的开关电源。开关电源的效率高，体积小，在工业、民用和军用领域中都得到了广泛的应用；但和线性电源相比，开关电源的电磁干扰比较严重，是使用中的一个突出问题。开关电源的电磁干扰既可以对电网造成污染，又会对负载和其他电气设备形成干扰，是比较典型的干扰源之一。该案例的实施过程：
1.了解开关电源中的电磁干扰源
开关电源主电路的电磁干扰源有开关管、整流二极管和非线性无源元件（如带磁芯的电感器、高频变压器）等；控制电路的电磁干扰则有开关电路、时钟脉冲源。
开关电源的基本原理电路如图1所示，主要由两部分组成：四个二极管组成的不控整流桥把50赫兹交流市电转换成直流电加在输出电容上；降压型DC/DC斩波器通过对可控开关管的控制进一步转换成需要的直流电压；控制电路部分完成对输出电压的稳定控制。这类开关电源中产生的干扰分为三类：第一类是电网电源频率的各次谐波，这是因为通过不控整流桥的输入电流为周期脉冲波。由电磁干扰源的频率特性知道，脉冲越窄，频谱越宽，越平坦。第二类是DC/DC崭波电路产生的开关频率及其倍数频率附近的干扰。第三类干扰则出现在数十兆Hz上，这些干扰是由于开关本身通断时器件内部的瞬变过程引起，与开关器件内部的载流子运动有关，称为开关暂态干扰。这三类传导干扰的频段不同，采取的抑制措施也不同，特别是开关频率及其倍数频率附近的干扰是造成含有开关电源的电气设备电磁兼容测试不合格的主要原因。通常用来抑制射频段开关频率次谐波干扰的方法是安装EMI滤波器。这些知识由学生课下查找相关资料获得。
2.了解电磁兼容测试与标准
在用电设备或系统的整个设计和试制阶段，为确保其电磁兼容性，必须进行电磁兼容性测试。这种诊断性的测试有助于识别潜在的干扰问题范围，有助于测量各种补救方法的有效性。电磁兼容发射测试包括传导发射测试和辐射发射测试，结合电磁兼容标准GJB152A-97中传导测试项目CE102—10kHz～10MHz电源线传导发射，采用频谱仪进行测试。测试频谱如图2所示，直线为发射限值，曲线为开关电源火线实测频谱，可见在开关频率33kHz处超标幅度为21dB，需要安装EMI滤波器。
3.进行EMI滤波器设计
要使EMI滤波器对EMI信号有最佳的衰减特性，EMI滤波器必须同时能抑制共模干扰和差模干扰。典型的EMI滤波器的电路原理图如图3所示，L11、L21、L22、L23为电感元件，其中，L11和L21为共模扼流圈是用来抑制共模干扰的，L22和L23分别接在电源的进线和出线，是用来抑制差模干扰的；C11、C12、C13 、C21、C22、C23为安规电容，其中，C11和C22是X电容，跨接在两电源线上，用来抑制差模干扰；C12、C13、C22、C23是Y电容，接在电源线与地之间，用来抑制共模干扰。图3给出的EMI滤波器是2级π型结构，除此之外，还有L型、C型、T型等，分别适用于不同场合，需要根据电源内阻和负载阻抗合理选取。由学生设计出合适参数的EMI滤波器，正确安装EMI滤波器后进行CE102项目的测试结果如图4所示，由图可见，实测曲线没有超过限值。对照实物现场讲授，让学生亲自参与体验，就能够感受到EMI滤波器抑制传导干扰的效果。
四、结语
“电磁兼容”这门课程是一门新兴的综合性交叉学科，也是一门实用性极强的学科。它起源于解决实际无线电干扰问题，又在处理用电设备或系统的电磁兼容问题过程中获得了发展。现有的完全以教师讲授为主的传统教学方法不能满足培养应用型人才的办学要求，借助案例导入式教学方法，使得学生在掌握电磁兼容理论知识的基础上，不仅可以巩固学生对所学课程理论的理解，为综合运用所学知识解决实际问题做好准备，还能给学生创造一个身临其境的感觉，激发其学习的积极性。本文通过“开关电源EMI滤波器设计”教学案例的导入，使学生不仅对电磁干扰抑制措施之一滤波的原理及设计方法有了深切认识，还对开关电源这一典型干扰源的特性以及电磁干扰的测量及标准有了进一步认识。实践表明，该方法可以帮助学生们由浅入深，化难为易，提高学习效率。
参考文献：
[1]赵家升.电磁兼容原理与技术[M].第2版.北京：电子工业出版社，2012.
[2]马力.《电磁兼容技术》教学方法探讨[J].洛阳师范学院学报，2012，31（11）：42-44.
[3]王志亮.“电磁兼容技术”课程双语教学的探索[J].电气电子教学学报，2009，31（1）：103-104.
[4]雷绍兰，刘述喜，杨佳，等.“电磁兼容理论”教学改革探索与实践[J].中国电力教育，2010，（6）：118-119.
[5]陈凌.管理类课程的“导入式”教学模式探索[J].中国电力教育，2008，（11）：64-65.
[6]张利娜，张戈.案例教学在数字电子技术课程中的应用研究[J].中国电力教育，2011，（6）：173-174.
（责任编辑：王意琴）
作者：李玉梅?卜乐平