如何搞定開關(guān)電源EMC設(shè)計中難纏的電磁干擾？

　　在開關(guān)電源的EMC設(shè)計中，工程師需要解決的電磁干擾問題來自多個方面，電源的主電路系統(tǒng)、變壓器、分布電容等都是引起電磁干擾的“幕后主導(dǎo)”。那么，在開關(guān)電源的電路設(shè)計過程中應(yīng)該怎么做才能使其符合EMC審核標(biāo)準(zhǔn)呢？要解決開關(guān)電源的電磁干擾問題，可從以下幾個方面入手。

　　減少開關(guān)電源本身的干擾

　　工程師可以通過一些技術(shù)手段的合理選擇和使用，來減少開關(guān)電源本身所產(chǎn)生的電磁干擾。目前比較常用的有軟開關(guān)技術(shù)、開關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)、共模干擾的有源抑制技術(shù)等等。首先來看軟開關(guān)技術(shù)，在原有的硬開關(guān)電路中增加電感和電容元件，利用電感和電容的諧振，降低開關(guān)過程中的du/dt和di/dt，使開關(guān)器件開通時電壓的下降先于電流的上升，或關(guān)斷時電流的下降先于電壓的上升，來消除電壓和電流的重疊。

　　開關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)也同樣是工程師在EMC設(shè)計過程中常常用到的一項先進(jìn)技術(shù)，這一技術(shù)的合理利用能夠有效降低開關(guān)電源的噪聲頻譜峰值。使用該技術(shù)能夠通過調(diào)制開關(guān)頻率fc，把集中在fc及其諧波2re、3fc?上的能量分散到它們周圍的頻帶上，以降低各個頻點上的EMI幅值。該方法不能降低干擾總量，但能量被分散到頻點的基帶上，從而使各個頻點都不超過EMI規(guī)定的限值。為了達(dá)到降低噪聲頻譜峰值的目的，通常有兩種處理方法，即隨機頻率法和調(diào)制頻率法。

　　接下來我們再來看一下第三種常用到的EMC優(yōu)化技術(shù)，共模干擾的有源抑制技術(shù)。這一技術(shù)的應(yīng)用原理是設(shè)法從主回路中取出一個與導(dǎo)致電磁干擾的主要開關(guān)電壓波形完全反相的補償EMI噪聲電壓，并用它去平衡原開關(guān)電壓。

　　EMI濾波器是另外一種比較常見的降噪元件，在很多大型開關(guān)電源中都能見到它的身影。在實際使用過程中，EMI濾波器的主要目的之一就是要在 150kHz～30MHz的頻段范圍獲得較高的插入損耗，但對頻率為50Hz工頻信號不產(chǎn)生衰減，使額定電壓、電流順利通過，同時還必須滿足一定的尺寸要求。任何電源線上的傳導(dǎo)干擾信號，均可用差模和共模信號來表示。而電源線干擾可以使用電源線濾波器濾除。一個合理有效的開關(guān)電源EMI濾波器應(yīng)該對電源線上差模和共模干擾都有較強的抑制作用。

　　PCB優(yōu)化設(shè)計

　　除了上面提到的幾種技術(shù)手段之外，想要讓自己所設(shè)計的開關(guān)電源產(chǎn)品符合EMC標(biāo)準(zhǔn)，工程師還必須在PCB的抗干擾設(shè)計和元件布局上下功夫。PCB抗干擾設(shè)計主要包括PCB布局、布線及接地，其目的是減小PCB的電磁輻射和PCB上電路之間的串?dāng)_。開關(guān)電源布局的最佳方法與其電氣設(shè)計類似。在確定PCB的尺寸形狀后，再確定特殊元器件（如各種發(fā)生器、晶振等）的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進(jìn)行布局。

　　增強敏感電路的抗干擾能力

　　想要讓自己所設(shè)計的開關(guān)電源產(chǎn)品符合EMC通用標(biāo)準(zhǔn)，增強產(chǎn)品內(nèi)部敏感電路的抗干擾能力也是必不可少的，這一部分主要包括電磁屏蔽和接地兩種方式。