一、開關電源輻射騷擾的產生根源

　　開關電源輻射騷擾的本質是其內部高頻開關動作引發的電磁能量向外泄漏，主要源于兩個核心環節：電磁騷擾源與傳播途徑。從騷擾源來看，開關電源中的功率開關管(如 MOSFET、IGBT)是最主要的輻射源頭。在開關過程中，功率開關管會在納秒級時間內完成導通與關斷，導致電壓和電流出現急劇變化(di/dt 和 dv/dt 極大)，這種瞬時變化會在開關管及其周邊電路中產生高頻振蕩，形成強烈的電磁輻射。此外，高頻變壓器也是重要的騷擾源之一，其繞組間的分布電容、漏感以及磁芯的磁滯損耗，會在工作過程中產生寄生振蕩，進一步加劇輻射騷擾。

　　從傳播途徑來看，開關電源的輻射騷擾可分為 “近場輻射” 與 “遠場輻射”。近場輻射主要通過電路中的寄生參數(如分布電容、互感)傳播，例如功率回路與控制回路之間的寄生電容會將高頻干擾耦合到控制電路，再通過控制電路向外輻射;遠場輻射則以電磁波的形式通過空間傳播，當開關電源內部的高頻電流流經 PCB 走線、導線等 “天線結構” 時，會激發空間電磁波，這些電磁波可穿透設備外殼，對周邊電子設備造成干擾。此外，輸入輸出線纜也是輻射騷擾的重要傳播載體，線纜上的共模電流會以線纜為天線向外輻射，成為開關電源輻射超標的常見原因。

　　二、開關電源輻射騷擾的關鍵抑制措施

　　針對開關電源輻射騷擾的產生機制，需從 “抑制騷擾源”“切斷傳播途徑” 兩個維度制定抑制措施，結合電路設計、PCB 布局、結構設計等多環節協同優化。

　　(一)優化功率拓撲與控制策略，抑制騷擾源

　　從源頭降低高頻開關動作產生的電磁騷擾，是輻射抑制的根本。一方面，可選擇低騷擾的功率拓撲結構，例如在傳統 Buck、Boost 拓撲基礎上，增加緩沖電路(如 RC 緩沖、鉗位二極管)，減緩開關管的電壓電流變化率(di/dt、dv/dt)，降低高頻振蕩的強度。例如，在開關管兩端并聯 RC 緩沖電路，可通過電容吸收開關管關斷時的電壓尖峰，通過電阻消耗振蕩能量，有效抑制高頻騷擾的產生。另一方面，優化控制策略也能減少輻射騷擾，例如采用頻率抖動技術(Frequency Hopping)，使開關頻率在一定范圍內隨機變化，避免干擾能量集中在單一頻率點，從而降低輻射峰值;采用同步整流技術，減少次級側二極管的反向恢復電流，降低次級回路的高頻干擾。

　　(二)合理設計濾波電路，切斷傳導輻射途徑

　　濾波電路是切斷騷擾傳播途徑的核心手段，需針對共模干擾與差模干擾分別設計。對于差模干擾，可在開關電源的輸入輸出端串聯差模電感，并聯 X 電容(跨接在火線與零線之間的電容)，利用差模電感對差模電流的阻礙作用，以及 X 電容對差模電壓的旁路作用，抑制差模騷擾向外部傳播;對于共模干擾，需在輸入輸出端串聯共模電感，并聯 Y 電容(跨接在火線 / 零線與地線之間的電容)，共模電感可對共模電流產生較大阻抗，Y 電容則將共模電流旁路到大地，從而抑制共模騷擾的輻射。

　　在濾波電路設計中，需注意元件參數的匹配與布局合理性。例如，共模電感的電感量需根據開關頻率與干擾頻率選擇，避免因電感量不足導致濾波效果不佳;X 電容與 Y 電容的容值需符合安全標準(如 Y 電容容值通常不超過 4700pF，防止漏電風險)，同時避免容值過大導致電路損耗增加。此外，濾波電路應盡量靠近開關電源的輸入輸出端口，減少干擾在 PCB 走線上的傳播距離，避免濾波后的電路再次被干擾耦合。

　　(三)優化 PCB 布局與布線，減少寄生參數

　　PCB 布局與布線不當會增加電路的寄生參數，加劇輻射騷擾，因此需遵循 “最小化功率回路面積”“分離敏感回路與功率回路” 的原則。首先，功率回路(包括開關管、高頻變壓器、整流二極管、濾波電容等)的布線應盡量短而粗，減少回路面積，因為回路面積越大，越容易產生較強的輻射磁場(根據電磁感應原理，輻射磁場強度與回路面積成正比)。例如，高頻變壓器初級側的功率走線應采用寬銅箔，且盡量縮短開關管到變壓器初級繞組的距離，降低回路電感與寄生電容。其次，敏感回路(如控制電路、反饋電路)應與功率回路保持足夠距離，避免兩者之間的寄生耦合，必要時可采用接地銅箔隔離，減少功率回路的高頻干擾對敏感回路的影響。此外，PCB 的接地設計也至關重要，需采用 “單點接地” 或 “分區接地” 方式，避免地環路的形成 —— 地環路會成為輻射天線，加劇電磁輻射。例如，功率地與信號地應分開布局，最后在一點匯合接地，防止功率回路的地電流干擾信號地。

　　(四)采用屏蔽結構，阻擋空間輻射

　　對于輻射騷擾較強的開關電源，需通過屏蔽結構阻擋電磁能量的空間傳播。屏蔽材料的選擇需根據干擾頻率確定：對于低頻干擾(如幾十 kHz 到幾百 kHz)，可采用鐵、硅鋼片等磁性材料，利用其高磁導率吸收低頻磁場能量;對于高頻干擾(如幾 MHz 到幾百 MHz)，可采用銅、鋁等良導體材料，利用其高電導率反射高頻電磁波。屏蔽結構的設計需注意 “完整性”，避免出現縫隙、孔洞等薄弱環節 —— 電磁波可通過縫隙輻射或侵入，因此屏蔽罩的接縫處需采用導電襯墊(如導電泡棉、鈹銅彈片)密封，孔徑小于干擾波長的 1/20(例如，對于 100MHz 的干擾，孔徑應小于 1.5mm)。此外，屏蔽罩需可靠接地，將屏蔽層上感應的干擾電流導入大地，避免屏蔽罩成為二次輻射源。

　　三、開關電源輻射騷擾的測試與標準合規

　　抑制開關電源輻射騷擾的最終目標是滿足相關電磁兼容標準，因此需結合標準要求開展測試與驗證。目前，國際上常用的電磁兼容標準包括 IEC 61000-6-3(民用設備輻射限值)、EN 55032(信息技術設備輻射限值)，國內則對應 GB/T 17799.3、GB 9254 等標準。這些標準對不同頻率范圍(如 30MHz-1GHz、1GHz-6GHz)的輻射場強限值做出了明確規定，例如 EN 55032 Class B 標準要求，在 30MHz-1GHz 頻率范圍內，設備在 3m 距離處的輻射場強限值為 40dBμV/m(準峰值)。

　　開關電源的輻射騷擾測試通常在半電波暗室中進行，采用天線接收設備輻射的電磁波，通過頻譜分析儀讀取場強值，并與標準限值對比。若測試結果超標，需結合測試數據定位騷擾源 —— 例如，若某一頻率點的輻射值超標，可通過斷開部分電路、更換元件等方式，判斷該頻率的騷擾是否來自開關管振蕩、高頻變壓器寄生參數或線纜輻射，進而針對性優化抑制措施。

　　四、結語

　　開關電源輻射騷擾抑制是一項系統工程，需從電路設計、PCB 布局、結構屏蔽、濾波優化等多環節協同發力，既要抑制高頻開關動作產生的騷擾源，又要切斷騷擾的傳播途徑。隨著電子設備向高頻化、小型化發展，開關電源的輻射騷擾問題將更加復雜，未來需進一步探索新型低騷擾拓撲(如 GaN 基開關電源)、智能濾波技術(如自適應濾波)，結合仿真工具(如 ANSYS HFSS、CST)提前預測輻射風險，實現 “設計即合規” 的目標，推動開關電源在電磁兼容性能上的持續提升。