数字控制开关电源设计：电磁干扰与对策

"1内部干扰源-软件工程书籍" 在电子设备中，电源系统的设计至关重要，尤其是开关电源，它在各种领域如航空、通信、交通中都有广泛应用。开关电源的抗干扰设计是确保其稳定性和效率的关键。论文深入探讨了电源电磁干扰（EMI）的来源和解决策略，特别是内部干扰源的分析。 电磁干扰（EMI）是指由一个系统或设备产生的电噪声导致另一个系统或设备功能异常。EMI由干扰源、传输路径和敏感接收器三要素组成。开关电源产生EMI的主要原因是高di/dt（电流变化率）和高du/dt（电压变化率），这会导致浪涌电流和尖峰电压，进而成为干扰源。 内部干扰源主要来自开关过程，包括基本整流器产生的电流高次谐波干扰和变压器型功率转换电路产生的尖峰电压。低频谐波可能导致传导干扰，而高频谐波则可能产生电磁辐射干扰。在开关电源中，主开关管是最核心的干扰源，其工作频率直接影响EMI强度。开关管的分布电容、存储时间、输出级大电流、开关整流二极管的反向恢复时间等因素都可能产生干扰。例如，开关管导通时，变压器初级的涌流会引起尖峰噪声，可能导致干扰甚至损坏开关管。 此外，论文还提到了数字开关电源的设计与实现，这是电源领域的新趋势。通过采用数字控制，可以简化硬件设计，减少温度漂移问题，提供更灵活的控制并便于实现高级控制策略。具体设计中，包括主电路设计、全桥变换电路的选用、元器件选择、功率管的驱动和保护技术等。数字控制系统通常包含基于ARM的处理器、输出电压和电流采样、键盘与显示、辅助电源等模块。软件设计涉及PWM控制、A/D转换、PID算法和人机交互界面等。 数字PWM调制方式的分析为设计数字开关电源提供了理论基础，通过实际系统调试和分析，可以总结数字开关电源系统的优点和改进方向。这有助于开发出性能更稳定、体积更小、效率更高的开关电源系统。 关键词：开关电源；数字控制；全桥变换；PWM控制；驱动电路