开关电源的抗干扰分析

　　印制电路板的抗干扰设计不仅与布局有关，而且与布线也有相当大的关系。布线的原则如下：

　　（1）相邻电路之间走线尽量避免平行；若平行走线无法避免，则应在平行信号线之间加一条起屏蔽作用的地线，且尽量加大平行信号线间距，以降低两线之间电磁干扰。

　　（2）控制回路与输出回路分开，采用单点接地方式。

　　（3）根据PCB板电流的大小，尽量加粗电源线、接地线，减少环路阻抗；同时使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这有助于增强抗噪声能力；对于密度很高的PCB板，采用多层板；在双面板设计中，还应该在电源线和地线之间留出一定的空间，以便安装高频特性好的去耦电容。

　　（4）印制线不要突然拐角，以免发生反馈耦合。

　　（5）电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。

3.2　合理接地

　　电源系统的接地包括公共参考接地和安全及抗干扰接地。在电路设计中，要尽量减小接地回路中的公共电阻，且应遵循“一点接地”原则。如果形成多点接地，会出现闭合的接地环路，从而在磁力线穿过回路时将产生磁感应噪声。通常利用一个导电平面作为参考地，将接地的各部分就近接到该参考地上。

3.2.1　接地过程应遵循如下规则

　　（1）交流电源地与直流电源地分开。一般情况下交流电源的零线是接地的，且该零线上往往存在很多干扰，如果交流电源地与直流电源地不分开，将对直流电源和直流电路的正常工作产生影响。通常采用“浮地技术”将交流电源地与直流电源地分开，这样可以隔离来自交流电源地线的干扰。

　　（2）功率地与弱电地分开。功率地是负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地。由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高，所以功率地线上的干扰较大。因此功率地必须与其他弱电地分别设置，以保证整个系统稳定可靠的工作。

3.2.2　为减小地线干扰，在元件及PCB布线上应采取如下措施

　　（1）尽可能缩短元件的引脚长度或者选用贴片元件，以减小元件分布电感的影响。

　　（2）在电源端尽可能靠近器件接入滤波电容，以缩短开关电流的流通途径。

　　（3）PCB板布局时，高频数字信号线要用短线，同时电源线尽可能远离高频数字信号线或用地线隔开。

　　（4）PCB板的电源线和地线印制条尽可能宽，以减小线阻抗，从而减小公共阻抗引起的干扰噪声。

3.3　采用适当的电路隔离方式

开关电源包括两部分，变换部分与控制部分。

　　一般的变换部分是主要的电磁干扰源，而控制部分是被干扰对象。为了使电气设备可靠地运行，抗干扰问题的实质是解决电气设备的电磁兼容问题。隔离技术是电磁兼容性中的重要技术之一。在开关电源中，电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离等。隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。在采用了电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声效果。

3.3.1　利用耦合变压器进行隔离

　　耦合变压器只能传输交流信号，不能传输直流信号。因此对地线的低频干扰具有较好的抑制能力，并且电路单元间传输的信号电流只能在变压器绕组中流过，不流经地线，也可以避免对其他电路的干扰。

3.3.2　使用脉冲变压器隔离

　　图4　光电耦合器电路脉冲变压器的匝数较少，而且一次绕组和二次绕组分别绕于铁氧体磁心的两侧，它的分布电容很小，仅为几个皮法，可作为脉冲信号的隔离元件。脉冲变压器传递输入、输出脉冲信号时，不传递直流分量，因而在微电子技术控制系统中得到了广泛的应用。

3.3.3　采用光电耦合器

　　进行隔离（图4）编译，编译后，还必须对单片机的熔丝位进行合理配置，才能利用AVRStudio调用WinAVR编译生成的Coff文件进行调试。最后，生成的hex文件即可直接下载到芯片中运行。此外，程序烧录完毕后，可通过AVRStudio4烧录锁存位进行加密。

　　操作器软件工作流程如图5所示。

3 结语

　　该操作器的工作电源由门机变频器的主控制板的DC稳压模块供给，系统掉电后的一段时间里，由于变频器储能模块的存在，使得操作器仍然可以比较从容的保存重要的参数信息。此外，工作稳定可靠，使用简单方便，成本低廉的优点，使得它具备良好的商业应用前景。