EMI对策

第一篇：EMI对策

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从你提供的图1可以看出，辐射干扰的频率一个大约为40M，另一个大约为80M，这两个频率都是开关电源工作频率的高次（偶次）谐波。电源工作在恒压状态的时候，占空比会在中心值的上下来回摆动来回跳动，即开关电源的工作频率在不停的来回变化，因此，其干扰频率的频谱比较分散，在平均值的上下波动幅度比较小，所以传导和辐射干扰比较容易通过；当开关电源工作在恒流状态的时候,占空比基本是不变的，或变动很小，即开关电源的工作频率是基本不变的，因此，干扰频率的频谱比较集中，能量基本集中在开关电源某个工作频率的高次谐波之上。

开关电源的开关管一般都工作在导通和截止状态，因此，开关电源输出的波形一般都是方波。在所有非正弦波形中，方波的谐波频率是最丰富的，所以方波发生器也称为多谐发生器，开关电源就相当于一个多谢发生器，但谐波频率越高越高，其振荡幅度就越小。由于，开关电源的工作频率与占空比并不是固定的，因此要精确计算各个谐波的幅度难度也是比较大的，但我们可以证明，高次谐波的振幅基本上是按小于2的N次方速率衰减。例如方波的2次谐波的振幅最多只有1次谐波的2分之1；3次谐波的振幅最多只有1次谐波的8分之1。

既然，频率越高，高次谐波的振幅就越小，但为什么图1中频率在80M附近干扰幅度却最大。这是由于干扰辐射天线对干扰频率有选择的缘故，当天线对某个频率信号产生谐振时，其辐射效率最高。当天线的长度等于信号波长的四分之一或二分之一时，天线会产生谐振，尤其是天线的长度等于信号波长的二分之一时，天线的辐射效率最高，这是因为当天线产生谐振的时候，每次谐振的能量都可以进行叠加；而不谐振时，能量不但不能产生叠加还会互相抵消（相减）。由于开关电源的工作频率一般都不会很高，最高也只有1M左右，因此，对于图2这样的电路，产生辐射的天线，其长度相对于信号的波长来说，是很短的，不会超过四分之一波长，一般都不会产生谐振，即其对应的谐振频率非常高。天线不谐振并不意味着它对信号不产生辐射，只要在导体的周围存在交变电磁场，电磁场就会向空间辐射，电磁场辐射的强度与电磁场的强度有关，即与信号的幅度有关，并且与天线的辐射面积也有关。

对于开关电源的干扰信号来说，频率达到30次以上的谐波，其幅度已经非常小，就算天线产生谐振，幅度也很小，所以，干扰天线产生辐射的时候，天线也不一定会对信号产生谐振。当天线的长度小于信号波长的四分之一时，天线越长或面积越大，其辐射能力也越强。由此可知，干扰信号的幅度是随着频率升高而下降的，而天线的辐射强度是随着频率升高而增强的，两条曲线一定会产生一个交点，其交点频率就在80M附近。

这里特别指出，这里的波长不是指信号在空气中传播的波长，由于信号在不同介质中传播的速度不一样，所以同一信号在不同介质中传播，其波长也不一样，信号在电路中传播的速度要比在空气中传播的速度慢很多，一般都不到在空气中传播速度的三分之二，并且还要看介质周围分布参数对其电磁场分布的影响。要降低辐射干扰，一个是要降低干扰源的电压幅度，其方法是降低开关脉冲波形的幅度和脉冲前后沿的变化速率。降低脉冲变化速率，即延长脉冲的上升和下降时间，但这样做会降低开关电源的工作效率，这种降低工作效率的方法一般不可取。

那么就只有另一个，就是要降低辐射天线的长度或面积，这是最基本的方法。但很多人并不知道辐射源在哪里，或辐射天线在哪里，这要降低辐射天线的长度或面积就无从谈起。

[ 本帖最后由 陶显芳 于 2010-3-8 10:15 编辑 ] 发表于 2010-2-20 09:54 只看该作者

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对于图2，首先要找出主要干扰源在哪里，然后再找出它的辐射天线。从原理上来说，PCB板上所有的电路，对于大地来说，全部是辐射天线。查找时应该要按次序进行排队，先找出最关键的。

在开关电源变压器的初级电路中，与变压器初级线圈连接的两端，无疑不是主要辐射源，因为这两端的脉冲电压最高。不过你要记住，整流输出电压的负极，即滤波电容的负极不是“地”（大地，或0电位）。在图2电路中，没有一个连接点属于“地”，只要与大地电位不相同的地方，都可以产生电磁场辐射。

在电路中，与大地电位有时（不是时刻）相同的地方，只有滤波电容的中心和开关变压器初次级线圈（开关管导通时）的中心抽头处，但这些点都不是电路中的连接点。

当开关管导通时，电源电压通过开关管对变压器初次级线圈供电，此时电磁场辐射能量主要来自电源滤波电容对变压器初次级线圈供电回路产生的磁场和变压器初次级线圈漏感产生的磁场。要想减少辐射，一个是想办法减小滤波电容对变压器初级线圈供电回路的面积，和减小变压器初次级线圈的漏感。

当开关管关断时，变压器初次级线圈产生反电动势。一方面，反电动势要通过阻尼电路（D2、C4）进行放电，放电回路也会产生磁场辐射，减少辐射的办法是尽量减小放电回路的面积；另一方面，反电动势相当于一个振幅为几百伏的干扰信号，通过变压器初次级线圈的两端接线进行充电，此时变压器初次级线圈的两端接线都相当于辐射天线，与开光管连接的一端为正极，与滤波电容正极连接的一端为负极，而干扰信号源的地电位端（浮地）就是变压器初次级线圈的中心抽头处。

由图2可以看出，作为干扰辐射天线，与变压器初次级线圈两端接线的线路是很长的，其中通过电容CY1连接的线路也属于干扰辐射天线的一部份，并且是干扰辐射天线的大部份，由于C11和C17的作用，使得开关电源变压器的次级电路，几乎大部份都成为了辐射天线的一个振子。估计这个地方就是开关电源辐射干扰超标的主要原因。

为了降低天线的辐射强度，最有效的方法就是尽量减小干扰辐射天线的面积。在图2中，首先是把电容CY1取消，让次级电路与初级电路断开连接，从而可以大大的降低天线的辐射面积。电容CY1在此电路中毫无用处（好处），它只会增大辐射干扰。

当然，其它电路也同样会产生电磁辐射，但相比之下不会象上面分析的那么严重，读者也可以用同样方法对其它电路进行分析。比如，变压器次级线圈整流滤波电容C11的连接方法也不是很合理；还有把变压器次级的地当成大地，然后通过PCB板的两个固定孔与机壳或其它电路连接，这个也不合理，它相当于增大了发射天线的有效面积。

开关电源的设计者可能认为，变压器的次级地就等同于大地，因此，想通过电容CY1接地来降低干扰，或者想通过电容CY1把次级回路的瞬间高压静电进行放掉。这里再次指出，图2开关电源中，没有一处电路与大地等电位，与大地等电位的地方，全部在元器件的内部，就像带电的球体一样，无论带电球体的电位多高，球体的中心都是0电位。除非用导线把电路对大地连接。

开关电源的设计者想通过电容CY1把次级回路的瞬间高压静电进行放掉，这种方法并不是必须的，只有开关变压器次级负载电路存在非常高的静电感应时，例如CRT电视机，这个CY1电容才是必须的。CRT电视机的阳极高压高达30000V，由于阳极高压的浮地在高压包的中心抽头处，或高压滤波电容的中心，因此，开关变压器次级电路任何地方的静电电位对地都是1500V，所以必须要接一个CY1电容（还要并联一个8.2M的电阻），把静电高压泄放掉。如果开关变压器次级负载电路的静电高压低于2000V，一般都不要连接CY1静电泄放电容，因为开关变压器的初级电路同样也会产生上千伏的静电感应电压。

[ 本帖最后由 陶显芳 于 2010-3-8 10:15 编辑 ]

最后对上面分析进行总结一下：

1）只要电路中有交变电流流过，在电流流过的回路中就会产生磁场辐射，减小磁场辐射的方法是尽可能减小电流回路的面积，即减小环形辐射天线的面积。磁场辐射可以简单地把辐射天线看成是一个变压器线圈的初级，而次级就是被干扰电路。

2）只要电路中的导体带电，在导体的周围就会产生电场辐射，可以简单地把辐射天线看成是一个电容极板，另一极板相当于接收天线，即被干扰的电路。电容极板的面积越大，充电时，充电电流就越大，产生的干扰也就越严重，同时当电容器进行充放电时，充放电回路还会产生磁场干扰，因此，减小电场辐射的方法是尽可能减小带电导体的长度和面积。

3）不要把电路中的公共端或公共地当成大地，把干扰信号通过电容接到电路中的公共端，只会增大干扰辐射，对降低干扰毫无用处。

第二篇：EMI对症分析-EMI整改

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.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。

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。.........

第三篇：开关电源EMI设计经验

开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等，外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。

1.开关电源的EMI源

开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等，外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。

（1）功率开关管

功率开关管工作在On-Off快速循环转换的状态，dv/dt和di/dt都在急剧变换，因此，功率开关管既是电场耦合的主要干扰源，也是磁场耦合的主要干扰源。

（2）高频变压器

高频变压器的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换，因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。

（3）整流二极管

整流二极管的EMI来源集中体现在反向恢复特性上，反向恢复电流的断续点会在电感（引线电感、杂散电感等）产生高 dv/dt，从而导致强电磁干扰。

（4）PCB

准确的说，PCB是上述干扰源的耦合通道，PCB的优劣，直接对应着对上 述EMI源抑制的好坏。

2.开关电源EMI传输通道分类

（一）.传导干扰的传输通道

（1）容性耦合（2）感性耦合（3）电阻耦合

a.公共电源内阻产生的电阻传导耦合b.公共地线阻抗产生的 电阻传导耦合c.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合（二）.辐射干扰的传输通道

（1）在开关 电源中，能构成辐射干扰源的元器件和导线均可以被假设为天线，从而利用电偶极子和磁偶极子理论进行分析；二极管、电容、功率开关管可以假设为电偶极子，电 感线圈可以假设为磁偶极子；（2）没有屏蔽体时，电偶极子、磁偶极子，产生的电磁波传输通道为空气（可以假设为自由空间）；

（3）有屏蔽体时，考虑屏蔽体的缝隙和孔洞，按照泄漏场的数学模型进行分析处理。

3.开关电源EMI抑制的9大措施

在开关电源中，电压和电流的突变，即高dv/dt和di/dt，是其EMI产生的主要原因。实现开关电源的EMC设计技术措施主要基于以下两点：

（1）尽量减小电源本身所产生的干扰源，利用抑制干扰的方法或产生干扰较小的元器件和电路，并进行合理布局；

（2）通过接地、滤波、屏蔽 等技术抑制电源的EMI以及提高电源的EMS。

分开来讲，9大措施分别是：

（1）减小dv/dt和di/dt（降 低其峰值、减缓其斜率）

（2）压敏电阻的合理应用，以降低浪涌电压

（3）阻尼网络抑制过冲

（4）采用软恢复特 性的二极管，以降低高频段EMI（5）有源功率因数校正，以及其他谐波校正技术

（6）采用合理设计的电源线滤波器

（7）合理的接地处理

（8）有效的屏蔽措施

（9）合理的PCB设计

4.高频变压器漏感的控制

高频变压器的漏感是功率开关管关断尖峰电压产生的重要原因之一，因此，控制漏感成为解决高频变压器带来的EMI首要面对的问题。

减小高频变压器漏感两个切入点：电气设计、工艺设计！

（1）选择合适磁芯，降低漏感。漏感与原边匝数平方成正比，减小匝数会显著降低漏感。

（2）减小绕组间的绝缘层。现在有一种称之为“黄金薄膜”的绝缘层，厚度20～100um，脉冲击穿电压可达几千伏。

（3）增加绕组间耦合度，减小漏感。5.高频变压器的屏蔽

为防止高频变压器的漏磁对周围电路产生干扰，可采用屏 蔽带来屏蔽高频变压器的漏磁场。屏蔽带一般由铜箔制作，绕在变压器外部一周，并进行接地，屏蔽带相对于漏磁场来说是一个短路环，从而抑制漏磁场更大范围的 泄漏。

高频变压器，磁心之间和绕组之间会发生相对位移，从而导致高频变压器在工作中产生噪声（啸叫、振动）。为防止该噪声，需要对变 压器采取加固措施：

（1）用环氧树脂将磁心（例如EE、EI磁心）的三个接触面进行粘接，抑制相对位移的产生；

（2）用“玻璃珠”（Glass beads）胶合剂粘结磁心，效果更好。

第四篇：EMI处理方法

技术应用-开关电源的EMI处理新方法

关键字： 技术应用 开关电源 EMI 处理 方法 2009-05-11

一、开关电源EMI整改中，关于不同频段干扰原因及抑制办法。

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。

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； ②RCD缓冲电路采用1N4007 慢管；

③VCC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；

⑧PCB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。

补充说明:

开关电源高频变压器初次间一般是屏蔽层的，以上未加缀述。开关电源是高频产品，PCB的元器件布局对EMI.,请密切注意此点。

开关电源若有机械外壳，外壳的结构对辐射有很大的影响，请密切注意此点。主开关管、主二极管不同的生产厂家参数有一定的差异，对 EMC 有一定的影响，请密切注意此点。

二、EMI滤波器设计原理 在开关电源中，主要的EMI骚扰源是功率半导体器件开关动作产生的DV/DT和DI/DT，因而电磁发射EME(Electromagnetic Emission)通常是宽带的噪声信号，其频率范围从开关工作频率到几MHz。所以，传导型电磁环境（EME）的测量，正如很多国际和国家标准所规定，频率范围在0.15～30MHz。设计EMI滤波器，就是要对开关频率及其高次谐波的噪声给予足够的衰减。基于上述标准，通常情况下只要考虑将频率高于150kHz的EME衰减至合理

范围内即可。

在数字信号处理领域普遍认同的低通滤波器概念同样适用于电力电子装置中。简言之，EMI滤波器设计可以理解为要满足以下要求：

1）规定要求的阻带频率和阻带衰减；（满足某一特定频率fstop有需要Hstop的衰减）；

2）对电网频率低衰减（满足规定的通带频率和通带低衰减）； 3）低成本。

三、开关电源EMI设计

1.开关电源的EMI源

开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等，外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。

（1）功率开关管

功率开关管工作在On-Off快速循环转换的状态，DV/DT和DI/DT都在急剧变换，因此，功率开关管既是电场耦合的主要干扰源，也是磁场耦合的主要干扰源。

（2）高频变压器

高频变压器的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换，因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。

（3）整流二极管

整流二极管的EMI来源集中体现在反向恢复特性上，反向恢复电流的断续点会在电感（引线电感、杂散电感等）产生高dv/dt，从而导致强电磁干扰。

（4）PCB

准确的说，PCB是上述干扰源的耦合通道，PCB的优劣，直接对应着对上述EMI源抑制的好坏。

2.开关电源EMI传输通道分类（1）传导干扰的传输通道

1）容性耦合 2）感性耦合 3）电阻耦合

a.公共电源内阻产生的电阻传导耦合； b.公共地线阻抗产生的电阻传导耦合；

c.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合；（2）辐射干扰的传输通道

1）在开关电源中，能构成辐射干扰源的元器件和导线均可以被假设为天线，从而利用电偶极子和磁偶极子理论进行分析；二极管、电容、功率开关管可以假设为电偶极子，电感线圈可以假设为磁偶极子；

2）没有屏蔽体时，电偶极子、磁偶极子，产生的电磁波传输通道为空气（可以假设为自由空间）； 3）有屏蔽体时，考虑屏蔽体的缝隙和孔洞，按照泄漏场的数学模型进行分析处理。3.开关电源EMI抑制的9大措施

在开关电源中，电压和电流的突变，即高DV/DT和DI/DT，是其EMI产生的主要原因。实现开关电源的EMC设计技术措施主要基于以下两点：

（1）尽量减小电源本身所产生的干扰源，利用抑制干扰的方法或产生干扰较小的元器件和电路，并进行合理布局；

（2）通过接地、滤波、屏蔽等技术抑制电源的EMI以及提高电源的EMS。分开来讲，9大措施分别是：

①减小DV/DT和DI/DT（降低其峰值、减缓其斜率）；

②压敏电阻的合理应用，以降低浪涌电压； ③阻尼网络抑制过冲

④采用软恢复特性的二极管，以降低高频段EMI ⑤有源功率因数校正，以及其他谐波校正技术 ⑥采用合理设计的电源线滤波器 ⑦合理的接地处理 ⑧有效的屏蔽措施

⑨合理的PCB设计

4.高频变压器漏感的控制

高频变压器的漏感是功率开关管关断尖峰电压产生的重要原因之一，因此，控制漏感成为解决高频变压器带来的EMI首要面对的问题。

减小高频变压器漏感两个切入点：电气设计、工艺设计。

（1）选择合适磁芯，降低漏感。漏感与原边匝数平方成正比，减小匝数会显著降低漏感。

（2）减小绕组间的绝缘层。现在有一种称之为“黄金薄膜”的绝缘层，厚度20～100um，脉冲击穿电压可达几千伏。

（3）增加绕组间耦合度，减小漏感。

5.高频变压器的屏蔽

为防止高频变压器的漏磁对周围电路产生干扰，可采用屏蔽带来屏蔽高频变压器的漏磁场。屏蔽带一般由铜箔制作，绕在变压器外部一周，并进行接地，屏蔽带相对于漏磁场来说是一个短路环，从而抑制漏磁场更大范围的泄漏。

高频变压器，磁心之间和绕组之间会发生相对位移，从而导致高频变压器在工作中产生噪声（啸叫、振动）。为防止该噪声，需要对变压器采取加固措施：

（1）用环氧树脂将磁心（例如EE、EI磁心）的三个接触面进行粘接，抑制相对位移的产生；

（2）用“玻璃珠”（Glass beads）胶合剂粘结磁心，效果更好。

四、几种新的抑制传导干扰的方法

开关电源技术是一项综合性技术，我们可以利用先进半导体设计技术、磁性材料、电感元件技术以及开关器件技术等来有效地减少和抑制EMI信号干扰。目前，开关电源日益广泛地应用到各种控制设备、通信设备以及家用电器中，其电磁干扰问题、及与其它电子设备的电磁兼容问题已日益成为人们关注的热点，未来电磁干扰及其相关问题必将得到更多研究。

1．新的控制方法—调制频率（Modulated Frepuecy）控制。电磁干扰是根据开关频率周期变化的，干扰能量集中在离散的开关频率点上，很难满足EMI标准的要求。如果把开关信号的能量调制分布在一个很宽的频带上，产生一系列分立边频带，则可以将干扰频谱展开，使干扰能量分布在各个频段上，这样更容易达到EMI标准。频率调制方法就是根据这种原理实现对开关电源电磁干扰的抑制。最初人们采用随机频率控制，其主要思想是：在控制回路中加入一个随机扰动分量，使开关间隔（占空比D）进行不规则变化。则开关噪声频谱由原来离散的尖峰脉冲噪声变成连续分布噪声，其峰值大大下降。

2．新的无源缓冲电路设计。开关变换器中主要的电磁干扰是在开关管开关时刻产生的。以整流二极管为例，在开通时，其反向恢复电流不仅引起大量的开通损耗，还产生很大的di/dt。导致电磁干扰；在关断时，其两端的电压快速升高，有很大的dv/dt，从而产生电磁干扰。缓冲电路不仅可抑制开通时di/dt变化率、限制关断时dv/dt的变化，还具有电路简单、成本低的特点，因而得到广泛应用。

3．无源补偿技术。应用无源补偿技术，则可以在不影响主电路工作的情况下较好地抑制电路的共模干扰，并可减少LCM、节省成本。由于共模干扰是由开关器件的寄生电容在高频时的di/dt产生的，因此，用一个额外的变压器绕组在补偿电容上产生一个180度的反向电压，产生的补偿电流再与寄生电容上的干扰电流迭加，从而消除干扰。这就是无源补偿的原理。

由于布线的原因，信号通过地线、电源和传输线的阻抗互相耦合而形成的噪声。因电源滤波不佳造成泄漏，甚至形成寄生振荡。电磁耦合会在PCB/变压器和输入/出端引起所谓差模噪声和共模噪声，见图1的示意图。这完全由电磁干扰在两电源线上产生的耦合电流的方向来决定，噪声电流IN与差模信号电流IS方向相同时，产生差模噪声；噪声电流IN在两输入线上方向相同，则产生共模噪声。差模噪声和共模噪声往往同时产生。

图1(a)差模噪声(b)共模噪声

4．屏蔽 屏蔽就是在电子电路中将噪声干扰源屏蔽起来。例如将变压器屏蔽起来，因为变压器是一个很大的电磁干扰源。变压器的干扰一般具有方向性，改变方向也能有效降低干扰强度。

最怕受干扰的部分屏蔽起来。例如放大器的输入回路。屏蔽分电场屏蔽和磁场屏蔽，屏蔽材料可用铜、铝、铁的箔片制成，也可采用铁淦氧和坡莫合金等材料。铁淦氧是绝缘导磁材料，可屏蔽磁场，坡莫合金是良好的导电、导磁材料，可有效屏蔽电场和磁场。在要求高的场合，可以采用多层屏蔽。典型的屏蔽原理图见图2。

图2 静电屏蔽原理 磁屏蔽原理

5．滤波和去耦

滤波是将交流电源整流后的交流分量抑制掉。滤波后，直流电源中的纹波对电子电路各级的影响是不同的。因此需要对敏感部分或源加去耦合电路，去耦电路就是一个RC电容滤波电路，见图3。

合理布置电源的供电走线，将流有大电流的走线和输入级的供电线分开，供电线成网状分布，以降低印制电路板的铜箔电阻。

图3 RC去耦电路

6．合理接地

合理接地十分重要，它可以基本消除电流流过地线形成的耦合。通过地线的耦合示意图见图4。采用一点接地可有效消除之间通过地线的不良耦合。

一点接地就是将电子电路各级的接地点接在一点，特别要注意噪音源地线与退耦电容的接地点要尽可能地接在一点。

图4 正确接地的方法

7．抑制从变压器串入的干扰

功率器件开关干扰，特别是高频干扰，可通过变压器进入线/PCB中。抑制这种干扰的方法是给变压器原副绕组之间加屏蔽层，加输入低通滤波器。这些技术措施如图5所示。

图5 抑制高频干扰的方法

第五篇：EMI整改经验(实战精炼)

我们经常接触用电的东西大概分 ITE，音视频，家用电器，和灯具，当然还有其他的。这些东西 的一般都需要测试传导，空间辐射/骚扰功率，谐波，电压闪烁。根据标准不同而不同。

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。

对于家电和音视频，功率辐射超标现象也很常见。回说到功率辐射，今天恰好改了一个吹风机，就拿这个样品做例子吧，这玩意 120V，功率辐射在 114M 以 上突然一路狂飚，到 300M 的时候基本在 70dbu/W，观察其机构：电源线进来套一磁环，跨一 X 电容，然 后就发热丝，分压后整流给 24V 直流马达供电。象这种结构按理说不会有太大干扰，看到突然增高的频率，马上想到可能是某个元件失效，或者某个元件工作频率。于是做了一部分整改，比如电极端加电容，加磁珠等，结果还是余量不足。因为问题很明显出在电机，为了不增加成本，让整改变得有意义，所以让客户 提供了两款小马达，和新样品。测试结果很低很理想。以上废话的心得是：在无法接受成本的时候，就换核心部件。马达类产品最好备不同厂家的样品，如果 是测试马达，就多备用几个。交流马达的碳刷产生的干扰比较常见，可以整改电感和电容。磁环在这类产 品中优势比较明显。