开关电源的基本工作原理是将AC电源由桥式整流电路(或其他整流形式)变成DC电源,然后通过折线电路或者PWM电路控制电源输出电压和电流。在开关电源正常工作时,产生的电压和电流波形不是完全光滑,存在幅度和相位上会发生不同程度的变化,从而产生了谐波。
开关电源产生的谐波与许多因素有关,最主要的包括:
(1)开关管的阻抗等参数:基本上频率高的谐波,会受到开关管等元器件的过渡过程影响;
(2)开关切换速度:电源开关切换速度越快,变化的上升和下降时间越短,所产生的高频谐波就越高频、越强;
(3)馈线与滤波器的容值参数:馈线等元件的电学特性与电解滤波器的容值大小等因素,也对谐波产生或衰减有明显影响。
为了降低开关电源产生的谐波,可以采用以下策略:
(1)加强开关电源的EMI滤波,并尽可能减少谐波的影响;
(2)优化开关管管脚及电子电路的设计,减少过渡进程的影响,提高开关速度,降低谐波产生成本;
(3)合理选择开关管,使用快速而且低电导的开关管、二极管等元器件,降低管路的损耗及有功功率;
(4)采用封闭式设计,采用高品质的电容和电感元件,并优化他们之间的连接方式,有效降低谐波干扰。