综述开关电源EMC产生机理及其对策

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