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emi传导整改

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来源：漫步者

作者：开心麻花

2025-09-18

emi传导整改（精选5篇）

emi传导整改第1篇

传导与辐射超标整改方案

开关电源电磁干扰的产生机理及其传播途径

功率开关器件的高额开关动作是导致开关电源产生电磁干扰(emi)的主要原因。开关频率的提高一方面减小了电源的体积和重量，另一方面也导致了更为严重的emi问题。开关电源工作时，其内部的电压和电流波形都是在非常短的时间内上升和下降的，因此，开关电源本身是一个噪声发生源。开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。使电源产生的干扰不至于对电子系统和电网造成危害的根本办法是削弱噪声发生源，或者切断电源噪声和电子系统、电网之间的耦合途径。现在按噪声干扰源来分别说明：

1、二极管的反向恢复时间引起的干扰

交流输入电压经功率二极管整流桥变为正弦脉动电压，经电容平滑后变为直流，但电容电流的波形不是正弦波而是脉冲波。由电流波形可知，电流中含有高次谐波。大量电流谐波分量流入电网，造成对电网的谐波污染。另外，由于电流是脉冲波，使电源输入功率因数降低。

高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过，在其受反偏电压而转向截止时，由于pn结中有较多的载流子积累，因而在载流子消失之前的一段时间里，电流会反向流动，致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。

2、开关管工作时产生的谐波干扰

功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。当采用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生尖峰干扰。

3、交流输入回路产生的干扰

无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量，通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰；而谐波和寄生振荡的能量，通过输入输出线传播时，都会在空间产生电场和磁场。这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。

4、其他原因

元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够完美，印刷线路板（pcb）走线通常采用手工布置，具有很大的随意性，pcb的近场干扰大，并且印刷板上器件的安装、放置，以及方位的不合理都会造成emi干扰。这增加了pcb分布参数的提取和近场干扰估计的难度。flyback 架构noise 在频谱上的反应

0.15 mhz处产生的振荡是开关频率的3次谐波引起的干扰。0.2 mhz处产生的振荡是开关频率的4次谐波和mosfet 振荡2（190.5khz）基波的迭加，引起的干扰;所以这部分较强。

0.25 mhz处产生的振荡是开关频率的5次谐波引起的干扰;0.35 mhz处产生的振荡是开关频率的7次谐波引起的干扰;0.39 mhz处产生的振荡是开关频率的8次谐波和mosfet 振荡2（190.5khz）基波的迭加引起的干扰;1.31mhz处产生的振荡是diode 振荡1（1.31mhz）的基波引起的干扰;3.3 mhz处产生的振荡是mosfet 振荡1（3.3mhz）的基波引起的干扰;开关管、整流二极管的振荡会产生较强的干扰

设计开关电源时防止emi的措施: 1.把噪音电路节点的pcb铜箔面积最大限度地减小;如开关管的漏极、集电极，初次级绕组的节点，等。

2.使输入和输出端远离噪音元件，如变压器线包，变压器磁芯，开关管的散热片，等等。3.使噪音元件（如未遮蔽的变压器线包，未遮蔽的变压器磁芯，和开关管，等等）远离外壳边缘，因为在正常操作下外壳边缘很可能靠近外面的接地线。

4.如果变压器没有使用电场屏蔽，要保持屏蔽体和散热片远离变压器。

5.尽量减小以下电流环的面积：次级（输出）整流器，初级开关功率器件，栅极（基极）驱动线路，辅助整流器。

6.不要将门极（基极）的驱动返馈环路和初级开关电路或辅助整流电路混在一起。7.调整优化阻尼电阻值，使它在开关的死区时间里不产生振铃响声。8.防止emi滤波电感饱和。

9.使拐弯节点和次级电路的元件远离初级电路的屏蔽体或者开关管的散热片。10.保持初级电路的摆动的节点和元件本体远离屏蔽或者散热片。11.使高频输入的emi滤波器靠近输入电缆或者连接器端。12.保持高频输出的emi滤波器靠近输出电线端子。

13.使emi滤波器对面的pcb板的铜箔和元件本体之间保持一定距离。14.在辅助线圈的整流器的线路上放一些电阻。15.在磁棒线圈上并联阻尼电阻。

16.在输出rf滤波器两端并联阻尼电阻。17.在pcb设计时允许放1nf/ 500 v陶瓷电容器或者还可以是一串电阻，跨接在变压器的初级的静端和辅助绕组之间。

18.保持emi滤波器远离功率变压器;尤其是避免定位在绕包的端部。

19.在pcb面积足够的情况下, 可在pcb上留下放屏蔽绕组用的脚位和放rc阻尼器的位置，rc阻尼器可跨接在屏蔽绕组两端。

20.空间允许的话在开关功率场效应管的漏极和门极之间放一个小径向引线电容器（米勒电容，10皮法/ 1千伏电容）。

21.空间允许的话放一个小的rc阻尼器在直流输出端。22.不要把ac插座与初级开关管的散热片靠在一起。

开关电源emi的特点

作为工作于开关状态的能量转换装置，开关电源的电压、电流变化率很高，产生的干扰强度较大；干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器，相对于数字电路干扰源的位置较为清楚；开关频率不高（从几十千赫和数兆赫兹），主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰；而印刷线路板(pcb)走线通常采用手工布线，具有更大的随意性，这增加了pcb分布参数的提取和近场干扰估计的难度。

1mhz以内----以差模干扰为主,增大x电容就可解决

1mhz---5mhz---差模共模混合,采用输入端并一系列x电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并解决;5m---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法.对于外壳接地的,在地线上用一个磁环绕2圈会对10mhz以上干扰有较大的衰减(diudiu2006);对于25--30mhz不过可以采用加大对地y电容、在变压器外面包铜皮、改变pcb layout、输出线前面接一个双线并绕的小磁环,最少绕10圈、在输出整流管两端并rc滤波器.30---50mhz 普遍是mos管高速开通关断引起,可以用增大mos驱动电阻,rcd缓冲电路采用1n4007慢管,vcc供电电压用1n4007慢管来解决.100---200mhz 普遍是输出整流管反向恢复电流引起,可以在整流管上串磁珠

100mhz-200mhz之间大部分出于pfc mosfet及pfc 二极管,现在mosfet及pfc二极管串磁珠有效果,水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了

开关电源的辐射一般只会影响到100m 以下的频段.也可以在mos,二极管上加相应吸收回路,但效率会有所降低。1mhz 以内----以差模干扰为主 1.增大x 电容量；

2.添加差模电感；3.小功率电源可采用pi 型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。

1mhz---5mhz---差模共模混合，采用输入端并联一系列x 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决，1.对于差模干扰超标可调整x 电容量,添加差模电感器，调差模电感量;2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制；

3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如fr107 一对普通整流二极管1n4007。5m---以上以共摸干扰为主，采用抑制共摸的方法。

对于外壳接地的，在地线上用一个磁环串绕2-3 圈会对10mhz 以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔, 铜箔闭环.处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。

对于20--30mhz，1.对于一类产品可以采用调整对地y2 电容量或改变y2 电容位置； 2.调整一二次侧间的y1 电容位置及参数值；

3.在变压器外面包铜箔；变压器最里层加屏蔽层；调整变压器的各绕组的排布。4.改变pcb layout；

5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感；

6.在输出整流管两端并联rc 滤波器且调整合理的参数； 7.在变压器与mosfet 之间加bead core； 8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。9.可以用增大mos 驱动电阻.30---50mhz 普遍是mos 管高速开通关断引起，1.可以用增大mos 驱动电阻；

2.rcd 缓冲电路采用1n4007 慢管； 3.vcc 供电电压用1n4007 慢管来解决；

4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感； 5.在mosfet 的d-s 脚并联一个小吸收电路； 6.在变压器与mosfet 之间加bead core； 7.在变压器的输入电压脚加一个小电容；

8.pcb 心layout 时大电解电容，变压器，mos 构成的电路环尽可能的小； 9.变压器，输出二极管，输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。50---100mhz 普遍是输出整流管反向恢复电流引起，1.可以在整流管上串磁珠；

2.调整输出整流管的吸收电路参数；

3.可改变一二次侧跨接y电容支路的阻抗,如pin脚处加bead core或串接适当的电阻； 4.也可改变mosfet，输出整流二极管的本体向空间的辐射（如铁夹卡mosfet;铁夹卡diode，改变散热器的接地点）。5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射.200mhz 以上开关电源已基本辐射量很小，一般可过emi 标准。

传导方面 emi 对策传导冷机时在0.15-1mhz超标，热机时就有7db余量。主要原因是初级bulk电容df值过大造成的，冷机时esr比较大，热机时esr比较小，开关电流在esr上形成开关电压，它会压在一个电流ln线间流动，这就是差模干扰。解决办法是用esr低的电解电容或者在两个电解电容之间加一个差模电感。.........辐射方面 emi 对策

辐射在30～300mhz频段内出现宽带噪声超标

通过在电源线上增加去耦磁环（可开合）进行验证，如果有改善则说明和电源线有关系，采用以下整改方法：如果设备有一体化滤波器，检查滤波器的接地是否良好，接地线是否尽可能短；

金属外壳的滤波器的接地最好直接通过其外壳和地之间的大面积搭接。检查滤波器的输入、输出线是否互相靠近。适当调整x/y电容的容值、差模电感及共模扼流圈的感量；调整y电容时要注意安全问题；改变参数可能会改善某一段的辐射，但是却会导致另外频度变差，所以需要不断的试，才能找到最好的组合。适当增大触发极上的电阻值不失为一个好办法；也可在开关管晶体管的集电极（或者是mos管的漏极）或者是次级输出整流管对地接一个小电容也可以有效减小共模开关噪声。开关电源板在pcb布线时一定要控制好各回路的回流面积，可以大大减小差模辐射。在pcb电源走线中增加104/103电容为电源去耦；在多层板布线时要求电源平面和地平面紧邻；在电源线上套磁环进行比对验证，以后可以通过在单板上增加共模电感来实现，或者在电缆上注塑磁环。输入ac线的l线的长度尽量短；

屏蔽设备内部，孔缝附近是否有干扰源；结构件搭接处是否喷有绝缘漆，采用砂布将绝缘漆擦掉，作比较试验。检查接地螺钉是否喷有绝缘漆，是否接地良好。

emi传导整改第2篇

1.增大X 电容量；

2.添加差模电感；

3.小功率电源可采用PI 型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。

1MHZ---5MHZ---差模共模混合，采用输入端并联一系列X 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决，1.对于差模干扰超标可调整X 电容量,添加差模电感器，调差模电感量;

2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制；

3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如FR107 一对普通整流二极管1N4007。

5M---以上以共摸干扰为主，采用抑制共摸的方法。

对于外壳接地的，在地线上用一个磁环串绕2-3 圈会对10MHZ 以上干扰有较大的衰减作用;可选择紧贴变压器的铁芯粘铜箔, 铜箔闭环.处理后端输出整流管的吸收电路和初级大电路并联电容的大小。

对于20--30MHZ，1.对于一类产品可以采用调整对地Y2 电容量或改变Y2 电容位置；

2.调整一二次侧间的Y1 电容位置及参数值；

3.在变压器外面包铜箔；变压器最里层加屏蔽层；调整变压器的各绕组的排布。

4.改变PCB LAYOUT；

5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感；

6.在输出整流管两端并联RC 滤波器且调整合理的参数；

7.在变压器与MOSFET 之间加BEAD CORE；

8.在变压器的输入电压脚加一个小电容。

9.可以用增大MOS 驱动电阻.30---50MHZ 普遍是MOS 管高速开通关断引起，1.可以用增大MOS 驱动电阻；

2.RCD 缓冲电路采用1N4007 慢管；

3.VCC 供电电压用1N4007 慢管来解决；

4.或者输出线前端串接一个双线并绕的小共模电感；

5.在MOSFET 的D-S 脚并联一个小吸收电路；

6.在变压器与MOSFET 之间加BEAD CORE；

7.在变压器的输入电压脚加一个小电容；

8.PCB 心LAYOUT 时大电解电容，变压器，MOS 构成的电路环尽可能的小；

9.变压器，输出二极管，输出平波电解电容构成的电路环尽可能的小。

50---100MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起，1.可以在整流管上串磁珠；

2.调整输出整流管的吸收电路参数；

3.可改变一二次侧跨接Y电容支路的阻抗,如PIN脚处加BEAD CORE或串接适当的电阻；

4.也可改变MOSFET，输出整流二极管的本体向空间的辐射（如铁夹卡MOSFET;铁夹卡DIODE，改变散热器的接地点）。

5.增加屏蔽铜箔抑制向空间辐射.100---200MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起,可以在整流管上串磁珠

100MHz-200MHz之间大部分出于PFC MOSFET及PFC 二极管,现在MOSFET及PFC二极管串磁珠有效果,水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了

200MHZ 以上开关电源已基本辐射量很小，一般可过EMI 标准。

开关电源传导EMI预测方法研究第3篇

随着开关频率的提高以及功率密度的增加,开关电源内部的电磁环境越来越复杂,其电磁兼容问题成为电源设计中的一大重点,同时也成为电源设计工作的一大难点。常规设计方法中,依靠经验设计处理EMC问题,样机建立完毕之后才能对EMC问题做最后的考虑。传统的EMC的补救办法只能增加额外的元器件,而增加元件有可能影响原始的控制环带宽,造成重新设计整个系统的最坏情况,增加了设计成本。为了避免出现这样的情况,需要在设计过程中考虑EMC的问题,对开关电源的EMI进行一定精度的分析和预测,并根据干扰产生的机理及其在各频带的分布情况改进设计,降低EMI水平,从而降低设计成本。

2 开关电源EMI特点及分类

对开关电源传导电磁干扰进行预测,首先需要明确其产生机理以及噪声源的各项特性。由于功率开关管的高速开关动作,其电压和电流变化率都很高,上升沿和下降沿包含了丰富的高次谐波,所以产生的电磁干扰强度大;开关电源的电磁干扰主要集中在二极管、功率开关器件以及与其相连的散热器和高频变压器附近;由于开关管的开关频率从几十kHz到几MHz, 所以开关电源的干扰形式主要是传导干扰和近场干扰[1]。其中,传导干扰会通过噪声传播路径注入电网,干扰接入电网的其他设备。

开关电源传导干扰分为2大类。

1)差模(DM)干扰。

DM噪声主要由di/dt引起,通过寄生电感,电阻在火线和零线之间的回路中传播,在两根线之间产生电流Idm,不与地线构成回路。

2)共模(CM)干扰。

CM噪声主要由dv/dt引起,通过PCB的杂散电容在两条电源线与地的回路中传播,干扰侵入线路和地之间,干扰电流在两条线上各流过二分之一,以地为公共回路;在实际电路中由于线路阻抗不平衡,使共模信号干扰会转化为不易消除的串扰干扰。

3 开关电源EMI的仿真分析

从理论上来讲,无论是时域仿真还是频域仿真,只要建立了合理的分析模型,其仿真结果都能正确反映系统的EMI量化程度。

时域仿真方法需要建立变换器中包含所有元件参数的电路模型,利用PSPICE或Saber软件进行仿真分析,使用快速傅里叶分析工具得到EMI的频谱波形,这种方法在DM噪声的分析中已经得到了验证[2]。然而开关电源中的非线性元件如MOSFET,IGBT等半导体器件,其非线性特性和杂散参数使模型非常复杂,同时开关电源电路工作时其电路拓扑结构不断改变,导致了仿真中出现不收敛的问题。在研究CM噪声时,必须包含所有的寄生元件参数,由于寄生参数的影响,FFT结果和实验结果很难吻合;开关功率变换器通常工作在很大的时间常数范围内,主要包括3组时间常数:与输出端的基本频率有关的时间常数(几十ms);与开关元件的开关频率有关的时间常数(几十μs);与开关元件导通或关断时的上升时间和下降时间有关的时间常数(几ns)。正因如此,在时域仿真中,必须使用非常小的计算步长,并且需要用很长时间才能完成计算;另外,时域方法得到的结果往往不能清晰地分析电路中各个变量对干扰的影响,不能深层解释开关电源的EMI行为,而且缺乏对EMI机理的判断,不能为降低EMI给出明确的解决方案。

频域仿真是基于噪声源和传播途径阻抗模型基础上的分析方法。利用LISN为噪声源提供标准负载阻抗。如图1所示,从LISN看过去,整个系统可以简化成噪声源、噪声路径和噪声接收器(LISN)。频域方法可以大大降低仿真计算的时间,一般不会出现计算结果不收敛的情况。

图1中,噪声路径包括PCB传导、耦合路径,散热片电容耦合路径,变压器耦合路径等。

4 基于频域方法的SMPS等效电路模型

对开关电源进行频域仿真,首先要建立开关电源的频域仿真模型。开关电源EMI频域预测的重点是对噪声路径的建模,其中包括:无源器件的高频模型;PCB及结构寄生参数的抽取。

在考虑无源器件、PCB及结构寄生参数的基础上,建立开关电源集中参数的电路模型,可以通过计算或仿真得到该电路的阻抗,谐振点等,从而为降低EMI提供有力的依据。

由于差模噪声和共模噪声的传播路径不同,有必要对DM传播路径和CM传播路径分别建模。这样可以更好地分析各种干扰的特点,而且还可以为设计滤波器提供有力的依据。

4.1 噪声源的模型建立

由于需要分别对DM噪声和CM噪声进行分析,所以对DM噪声源和CM噪声源也需要分别建模。M.Nave在文献[3]中提出使用电流源作为DM噪声源,使用电压源作为CM噪声源的方法,就是因为DM噪声主要由di/dt引起,而CM噪声则主要由dv/dt引起。文献[4]在此基础上对CM噪声源进行了改进,考虑了电压过冲和下冲,并且在线路阻抗近似平衡的情况下,利用DM电流源和一个电压源来表示CM噪声源(如图2所示)。

文献[4,5]基本都是用梯形波来表示噪声源的,但实际中并不是每个电路中的开关器件的波形都能很好地用梯形波近似,图3所示即为一个反激电源开关管的电流电压波形,除了梯形波之外,还有电流尖峰,电压过冲和下冲等分量,会导致噪声源的频谱与梯形波有一定的不同。所以不能盲目地使用梯形波来表征噪声源,而是需要对电路进行分析或者仿真,从而得到开关器件的电流或电压波形,基于此波形再对噪声源进行建模,这样才能更精确地反映开关电源的电磁干扰。

4.2 无源器件的高频模型

在EMI的频率范围内,常用的无源器件都不能再被认为是理想的,他们的寄生参数严重影响着其高频特性。

在各种无源器件中,电阻、电感和电容的高频等效寄生参数可以用高频阻抗分析仪测得。表1所示为各种无源器件的理想模型和高频等效模型。

对于高频变压器,文献[6]提出可以使用有限元分析方法和实验测量法求取,从而可以得到漏感、原副边自电容和原副边互电容这些引起电路震荡、增加传导EMI的主要参数。使用ansoft公司的Maxwell仿真软件,可以通过输入变压器的绕组和磁芯的几何尺寸与电磁参数,利用有限元分析的方法得到各寄生参数。实验测量法的总体思路就是在所建立模型的基础上,推导出变压器在不同工作状态下的阻抗特性(如原副边绕组开路,短路的不同组合)方程,然后测量这些状态下的阻抗,从而得到漏感和寄生电容。

4.3 PCB及结构寄生参数的提取

除了元器件选取、电路及其结构设计,PCB的布局、布线设计对电磁兼容会造成很大影响,是一个非常重要的设计环节。由于开关电源的PCB布线基本上都是依据经验手工布置,有很大的随意性,这就增加了PCB分布参数提取的难度。PCB的寄生参数会造成开关电源噪声传播途径的阻抗变化,影响控制器对开关电源输出电压电流的控制作用。PCB的布局不合理还会形成开关电源向外辐射电磁干扰的途径,同时也会通过该途径吸收外界电磁干扰,从而降低开关电源的电磁干扰抗扰度。所以PCB的布局布线是开关电源EMC设计中极为重要的环节。

对于传导干扰,寄生参数的提取精确度是通过仿真有效预测EMI水平的关键。尽管对于结构简单的元件来说,寄生参数是很容易计算的,但是对于复杂结构中的元件来说,并不是那么容易就能得到寄生参数,例如多层板和直流母线的寄生参数。

为了建立开关电源PCB的高频模型,需要对PCB的结构寄生参数进行抽取。提取PCB寄生参数的方法有很多,其中TDR(时域反射)[7,8]方法可以在不知道实际几何形状的情况下对寄生电感和寄生电容进行提取,但是TDR(时域反射)方法需要时域反射仪,用于样机建成后,这就使开发成本大大增加,而且TDR方法不能寻找到复杂结构中的耦合效应;然而FEA(有限元分析)方法则可以克服这一缺点,用于样机建成前。利用FEA工具可以准确地得到PCB的寄生参数,并能考虑复杂几何结构的耦合情况。

有很多对PCB结构进行寄生参数抽取软件,如InCa,SIwave,Q3D等,分别用不同的方法对PCB的寄生参数进行计算和提取,如部分元等效电路方法、有限元分析方法、有限元分析方法和矩量法结合的方法等。其中InCa软件只能计算分布电感,不适合计算分布电容,不宜处理共模干扰的仿真分析;SIwave软件提取出来的是电路的S参数,不能清晰地反映PCB中的耦合情况及其对开关电源EMI的影响;Q3D软件利用FEA和MOM结合的方法求解电磁场,可以得到PEEC部分元等效电路,也可以得到PCB上各导体的互感互容,可以清晰地分析各种情况下PCB结构对开关电源EMI的影响。

J.Ekman在文献[10]中提出了基于寄生参数矩阵的等效电路的建立方法,即把所有互感、互容等效成受控的电压源,与自感、自容连接(相当于把所有互感、互容对电路的影响等效到受控电压源上),从而建立等效电路模型。图4所示为任意两个节点间的等效电路模型。

图4中:

$V_{m}^{L} (t) = \underset{n ‚ n \neq m}{Σ} \frac{L_{p m n}}{L_{p n n}} v_{n} (t - τ_{m n})$

式中:Lpmn为m和n两导线间的互感。

虽然这样可以提高仿真的准确性,但是加大了分析的计算量,可以通过忽略一些对结果影响不是很大的互感、互容,减少计算量。

散热片与开关管之间会有电容效应,噪声可以通过该效应在电路和地之间进行传播,文献[9]对散热片在开关电源传导和辐射干扰中的影响作了详细的阐述。

还有其他的在空间通过电感或电容耦合传到接收器的噪声,不可以忽略。

模型建立之后,就可以使用仿真软件对开关电源EMI进行仿真,得到开关电源传导EMI的频谱波形,通过分析波形可以定位开关电源EMI的问题所在,进而通过解决该问题而降低EMI。

5 降低EMI的设计方法及策略

降低开关电源EMI,需要从噪声源和传播路径入手。首先,对于噪声源,可以通过加吸收电路,减小di/dt和dv/dt来降低其EMI水平,但是这样一来,开关电源的效率将会受到影响,需要对这两者进行一定的取舍。

然后是对传播路径进行改进。改进的目的是要使传播路径对于干扰的阻抗增大,阻断其向接收器的传播,而对于电网提供的功率,阻抗要小,从而增加开关电源的工作效率。

选取元件时需要尽量选取寄生参数影响小的元件,比如电容的ESR和ESL要尽量小,电感的寄生电容要小等。在PCB以及散热片的位置等设计过程中,也要尽可能增大对干扰传播路径的阻抗,使噪声尽可能少的通过PCB路径传导到接收器。

如果以上所有降低EMI的措施都完成了还没有达到EMC的标准,就可以根据前面仿真分析得到的差模和共模干扰的波形对滤波器进行设计。在设计滤波器的时候,也同样要注意元件的布局,还有PCB寄生参数对滤波器阻抗的影响[11],其本质也是增大对干扰的阻抗,使干扰无法通过传播路径。开关电源设计流程如图5所示。

6 结论

综上所述,目前对于开关电源传导干扰的预测方法有时域方法和频域方法两种,由于时域方法需要使用很小的计算步长,需要花费很长的计算时间,容易出现仿真结果不收敛的问题。同时,时域仿真得到的结果往往不能清晰地分析电路中各个变量对干扰的影响。而频域仿真物理意义清晰,更容易判断各参数对EMI的影响,能够为降低EMI提供有力依据,关键问题是建立合理的干扰源和传播途径的频域模型。

对于PCB寄生参数的提取,有很多软件,这些软件适合的领域不尽相同,可以根据任务需求进行选择。

对于高频等效电路模型,可以通过电路分析的方法忽略一些对EMI影响很小的互感、互容等因素,既减少计算量,又不会降低过多的计算精度。

降低EMI的主要方法就是使传播路径对电磁干扰的阻抗增大,使电磁干扰尽可能少的通过传播路径,对于滤波器设计可以分别根据DM噪声和CM噪声的仿真结果进行设计,并且需要特别注意滤波器的元件布局,好的布局能够更好地抑制噪声的传播。

摘要：针对开关电源设计阶段应考虑的EMC问题,介绍了PCB及其结构寄生参数提取和频域仿真的方法,在开关电源设计阶段对其传导EMI进行预测,定位开关电源传导EMI传播路径的影响因素,在此基础上给出开关电源PCB及其结构设计的基本原则。对开关电源EMI预测过程中需要注意的问题以及降低开关电源传导EMI的方法策略进行了分析和总结。

关键词：开关电源,电磁兼容,传导干扰预测,印制电路板,寄生参数提取

参考文献

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EMI整改经验(实战精炼) 第4篇

传导主要是通过导线传播的。所以我们整改时主要在滤波方面入手。和辐射一样针对不同频率，所用的方法有一定差异。很多东西涉及到 PCB 设计，排版。这方面我就不讲了，我也不是很懂啊。现在我们就讲成品的整改好了。

以我接触的产品看来，开关电源类产品的频率大概分四段：150K-400K-4M-20M-30M，这样分的好处是找问题迅速，一般前一段的主要问题在于滤波元器件上。小功率开关电源用一个合适的 X 电容和一个共模电感可消除，从增加的元件对测试结果来看，一般电感对 AV 值有效，电容对 QP 值有效。当然，这只是一般规律。电容越大，滤除的频率越低。电感越大（适可而止），滤除的频率越高。400K-4M 这一段主要是开关管，变压器等的干扰。可以在管与散热片之间加屏蔽层（云母片），或者在引脚上套磁珠。吸收电路上套磁珠有时也很有效。变压器初次级之间的 Y 电容也是不容忽视的。次级对初级高压端合适还是低压端有时候对这段频率影响很大。除此之外，调整滤波器也可以抑制其骚扰。4M-20M 这段主要是变压器等高频干扰，在没有找到根源前，大概通过调整滤波，接地，加磁珠等手段解除，有时也可能是输出端的问题。20M 以后主要针对齐纳二级管，输出端电源输入端整改。一般是用到磁珠，接地等。值得注意的是，滤波器件因该远离变压器，散热器，否则容易耦合。

镇流器整改原理和开关电源类似，但是前部分超标并非调整滤波器件就都可以解除，最有效的办法是 Y 电容金属外壳，外壳再连接地线。磁珠对高频抑制效果不错。其他的大同小异。

家电类很多都涉及到马达，好的马达，一般一个 X 电容就可以通过传导。频率高一点可以考虑加磁环。很多马达是需要用到 Y 电容的，通常是电刷对机壳。机壳接地或不接根据情况来。

下面说说空间辐射吧，想必大家也参加过不少培训，从原理到设计到走线。。后悔没专心。现在我讲点实用的，拿大家熟悉的 PC 来举例吧。我也是分几部分来查原因。30-300-600-1000M，这些都不是一个准确的频率。前一段主要是通过引线传播，解决问题先得找到问题。所以你就找个超标点，把 EUT 调到超标最严重的位置，一个一个拔。频率降了，就说明这个有问题。频率再高点，拨光所有周边虽然频率有点改善还是超标，你不妨用手去挡或者接触机壳。或者打开机壳摆弄一下走线，只到找到最有影响的原因。最后一段自然就是空隙的原因了。如果不在 PCB 上找解决的方法，只有加吸收材料，接地和屏蔽这几种方法，不过这也是几种比较适用有效的方法。所以我们手里通常要有以下材料：导电泡棉（塞缝的），铜/铝箔，扣式磁环，弹片等等。辐射就象个水塔，哪里有口就往哪里跑，有时候这边好了，那边又不行。所以要注意内部的走线等防止耦合等。