开关电源EMI的设计经验

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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。

$ {4 y# j# S( Y1 ]1、开关电源的EMI源
; E! C9 j" s9 Y1 B% B* ~2 D3 d4 N4 D7 s3 M& b- v2 W
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。
" Z/ `5 ]7 |/ I+ [: K) P, q3 s# b& H, Q: `+ q1 ^4 P
（1）功率开关管* b. n$ M; w6 |; D. C. ~; |3 P
$ K5 G: ^5 u4 G$ \4 }$ r1 V; W! Q4 [
* k1 c8 B6 n2 B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。

  B2 {' [2 ~9 a. G& d) x" n（2）高频变压器) R: d. i6 p- t" `1 }
2 O, y  |& Y! E1 Z- e
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。* N5 W8 y5 T0 ^$ e
6 f; c+ c( J7 ~# P
2 n$ E# ?$ {2 E- q（3）整流二极管
2 ]8 x+ W0 W3 s+ n- t$ `$ ~* Q7 T( W: ~
/ l( ?/ T+ h# R) y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。
2 R6 X) J8 j: w* M; @( r# S" c
9 ^: d- {9 u1 r! Z) K（4）PCB6 [8 Z, g0 |" A, [) f' G# p, w
4 D7 v* q6 L4 E  c7 j$ v8 ^; J* P4 x1 f/ P8 c" f6 [' e
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。) P+ N$ c- [. Q) |% \; V1 N8 S9 d$ W
! G  t  X5 ~' e3 u
+ i6 L* ^& u; u- n5 @- A  n* W2 H2、开关电源EMI传输通道分类

+ q1 l" Y) }$ b. _6 P8 k（一）. 传导干扰的传输通道
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（1）容性耦合
4 g$ o0 N/ v: I2 r. }8 a  O" Y  c3 S9 m7 _5 X) ?. d- u3 P
0 @' B8 Y7 u* f+ {; c（2）感性耦合4 _2 u) X7 u/ T; t& F& n( k
+ ^* s8 _( T$ F" v- @3 D: W( K
（3）电阻耦合3 g) r% `  I+ Z. S; l+ [: a
/ r/ s! j, }5 u+ H* U6 t6 y, R( I. P" ]$ m
* _5 D5 k) c( j! y0 Z7 V; j- ~a.公共电源内阻产生的电阻传导耦合5 t. W+ G* t9 _9 M
( G4 }' |3 {: v3 c, z
b.公共地线阻抗产生的 电阻传导耦合. O" A- d6 i8 _4 E- i) X
% O7 a2 W) y9 I7 b0 b& i
8 p: h# Y) J8 P/ |+ k( J6 {5 Cc.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合
! e- O) [6 C6 n$ i: I7 H9 ^8 U7 M! y4 o
（二）. 辐射干扰的传输通道
! z( I# O% f, h- ~& m& T6 E% E- K  E" {  I, k3 T. ?# {& g% X) Q+ a
（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 o( i2 M- o! ~1 U
（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）；
* D$ h9 f, j5 [; a# s
（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。
5 X1 J) J+ Q# O4 g7 n& C- [
" p( n( R( o2 }2 z3、开关电源EMI抑制的9大措施
. c+ E; F' D9 Y0 n4 ^- Q9 s9 p9 C8 X: A) L1 ?# p: |
6 `% A. p" v$ ^9 @8 v( r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：

: h- u# H5 {2 N6 Y) v9 r& X" B（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；
7 G8 u' e. q# [& J' O8 S" }$ w- Q4 b3 Q0 \9 B
（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。
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分开来讲，9大措施分别是：! O/ h( G) @% Y1 W
& P0 d" W3 g$ E, V# F: x/ }
（1）减小dv/dt和di/dt（降 低其峰值、减缓其斜率）
/ n& H5 t& ~& J
（2）压敏电阻的合理应用，以降低浪涌电压% J8 ]8 E1 i( T
& n% K' }% K1 F- \
, y( p" g4 m) @$ z（3）阻尼网络抑制过冲
- r. r9 L/ H# i! y" X2 p
（4）采用软恢复特 性的二极管，以降低高频段EMI

" J5 b9 ^1 _: U" t（5）有源功率因数校正，以及其他谐波校正技术% t6 d$ R& ]( l
' D& R# Q/ @! y8 g  u4 J, q* _
（6）采用合理设计的电源线滤波器( ]9 `, T1 W* P! v$ x2 C/ M
) e5 ?$ q/ r" [" F0 r
# O. B2 t  |) _& @4 }2 Y（7）合理的接地处理

- B* J$ U, m2 L+ u' v; ]; C: R（8）有效的屏蔽措施
1 X# Z3 V+ o/ E$ a2 x& J: V
（9）合理的PCB设计
7 O4 M* B% u$ r' e
1 H; X* Z$ r. ?' @4、高频变压器漏感的控制  }5 R# F5 B; O6 r$ J

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。
6 C9 j" F) ^  z; ]
: Q3 [7 Y% u9 I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 g1 J# O* T( [- r' g
& B' Z( J5 i0 B/ R4 c% R3 x
（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。
+ }6 D1 n6 Q. l( I: `  J' {4 \+ @9 Z
8 E1 g6 L5 ?" X8 y7 S: O  W（3）增加绕组间耦合度，减小漏感。6 ^" a6 t1 o4 a- j
( b/ w: v8 B6 {* M- T! S; C; z6 o. S: V- ^' a! L
5、高频变压器的屏蔽

& E9 n( a+ Q0 m, A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。# Y( T6 _/ F$ X0 Z% n4 X- O! W

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：
" T" a; y) n! ~/ I4 {
（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；' Z2 \# }6 C4 a9 k1 _/ M
& G7 D5 G) Z6 T" O: T2 A, E) ?$ \: }$ f: r6 |7 a
: Q+ p- {0 X, U" T8 W, g4 Q（2）用“玻璃珠”（Glass beads）胶合剂粘结磁心，效果更好。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。. G) Z; [# }  }1 I
& _; x$ h9 z6 a
  K+ ], q; ]  d/ L! `# R1、开关电源的EMI源* a5 ]8 n3 _2 z+ B
2 ?7 w7 ~0 L% [3 \& Q. X6 g
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。9 g0 }' h" }2 m7 Z" E
) m* {+ H- ?6 ~5 q: e) n1 c
（1）功率开关管( `7 ~; E9 k& c8 ?# u0 g

6 t& e3 j* U+ i9 ]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。  K7 G3 q5 x( s( x. H% |2 E6 d
: `# t! F2 S5 l( z6 O$ P. S' G0 e1 U
（2）高频变压器
2 y. ]" g4 Q. V5 T1 B2 A7 \1 c* R8 E% C% t4 Y* A. r
2 `2 J' T. ~: Q- H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。2 y! s# l/ K" {
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（3）整流二极管
' C5 g4 J* Y; {& q$ N. g
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。
) l! G3 ]% c! T! Y3 {5 w
+ ^' w4 L5 |. n9 `, N3 d（4）PCB
; d9 N7 S+ I5 Y% U, m) F( R
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。! `6 r" Q9 I& ^8 u+ k
% l* z" `7 T6 j% j: A& O# j: f& x2 w  K3 h& _; y
2、开关电源EMI传输通道分类7 C/ I- u+ q. c
' e0 M1 Y1 Y! O; J5 I5 G6 D  x
（一）. 传导干扰的传输通道$ R! n$ }; p4 Z* O5 V

* Y% ?0 v; l9 P' O（1）容性耦合
9 z. O3 k8 g1 ]. a/ G% [
（2）感性耦合
# v+ M; h7 s/ M  ~& b1 b1 W, W$ K% n: g& w! |  p
（3）电阻耦合
  n4 q5 L% q  l" c0 i9 |) Y- O
) S6 b6 ]% b; U5 k3 p: Sa.公共电源内阻产生的电阻传导耦合
6 r1 q1 x" @4 L: R/ M
5 T; G! O5 K6 D% Ib.公共地线阻抗产生的 电阻传导耦合; Y) M$ V# X- v

9 v3 o: M/ M+ O% B* |c.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合
/ C% n' H# a+ H7 t9 A
- r- J/ x! [7 f8 }（二）. 辐射干扰的传输通道+ p6 f' g0 W/ L' e0 p
7 r2 f1 f6 L' ^' T9 {
8 x9 \0 F+ X* v4 Z1 s（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）；+ b1 |7 m' d5 Q5 U9 ^2 z
; l' V! G! X4 s
（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。5 a1 R& i6 c) y- a
! a: I, q+ w! b# X) @
, S- ]7 H3 Z) G: p/ k3、开关电源EMI抑制的9大措施
& ~8 v2 V" l! ?8 f( W8 X8 Z) B
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：
  L4 ^7 m3 e+ N* O8 a; n* [7 G
4 H1 ^% P) y2 @! e5 G（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；
1 I' c2 t. U4 j( i+ U! G- `% g( |5 C! m! @: a' d
（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。
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! |* l8 S( @4 C' F! [4 v2 L分开来讲，9大措施分别是：
- c6 D" y" a% p. @8 y' z& D; t
（1）减小dv/dt和di/dt（降 低其峰值、减缓其斜率）
8 X5 C: r& V! _1 s: Y. U! v+ S3 B6 V! W, }
（2）压敏电阻的合理应用，以降低浪涌电压$ s9 p' [+ `; u/ r$ q
0 M! c% _2 l$ a) u0 S2 O. V6 c" _
, U5 X5 Y5 P$ [: X# W2 J( Z: u, s（3）阻尼网络抑制过冲% f0 v* a3 d2 U9 q& K; h8 Z/ O

（4）采用软恢复特 性的二极管，以降低高频段EMI- ~% S+ ~- o' ~' q. i, [6 x: l
5 G& Y: ?: M3 F/ i/ e% G8 ~% \+ L5 M( ~( l/ R
! Q) q$ Z7 R$ p（5）有源功率因数校正，以及其他谐波校正技术
7 U+ G+ Q! s. B6 K9 |+ ~
（6）采用合理设计的电源线滤波器3 I% w; j) y. b2 \
6 p9 j# H' L- ?% m
（7）合理的接地处理8 h; s" a4 w8 y4 c. @  r

（8）有效的屏蔽措施
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1 _$ J, \4 R$ P9 e$ P（9）合理的PCB设计
, O' I2 J# S/ {
4、高频变压器漏感的控制( f6 @4 x* h  h
4 H" O( c- b8 X; r
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。5 Y& c# ~4 [6 W& H. L( `

) y4 [. N6 g9 l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。
) H! R4 }- Y6 A0 {2 t6 m
. N# ]4 {1 r1 h  H' A（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。

# L0 W  ^  A: n( z0 g5、高频变压器的屏蔽3 t/ n) i% z' R) M- h
$ s3 w9 f: K2 B! c. \/ p
' K# a( _5 h3 R$ |. }* d" M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。
% [) u  k8 R9 D1 g# D6 j
. ?2 `3 W0 }8 ]/ o( W4 f3 J7 e- |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：
- g* r* j& Q  S( k
（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；* F2 a% U/ f& j8 U& M

# U$ `; O. v! B1 q- |9 q（2）用“玻璃珠”（Glass beads）胶合剂粘结磁心，效果更好。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。  W( t4 v4 K4 `& f+ ^
8 ^7 e, D! T" V3 K" A7 P+ {& T8 B0 v
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。

7 X8 m( m! _: }. _（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
! l. Q: ~) ]5 z3 b5 W7 d; |& S1 u" U0 E" z- w) t$ l
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。
1 `6 V/ T5 }% L' V
9 z/ J( |. _' T7 X5 x$ D（3）整流二极管
8 K1 s  v% Y: c. K
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。
+ y3 ^* l: J- O7 C$ L
6 I8 F  q& _/ o' O$ h: a! P# H（4）PCB
3 x0 c8 S0 V* o
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。- ]$ S( s) B9 v$ N0 n5 h  j* A: k
7 m; M3 p; c- ^6 K, s$ @) L
" @8 e7 O! k$ R3 M9 m2、开关电源EMI传输通道分类' c( q) x. [, H. _* q
+ q& Y7 s# |8 Y+ r8 x/ U8 {6 u
7 G0 ?0 ]" m: Y& x+ ^（一）. 传导干扰的传输通道
6 j! k) B* m9 p( H# R& ]7 K! S' q
（1）容性耦合

（2）感性耦合
, w9 G: r* r$ t7 e
（3）电阻耦合; G) }+ M% A& P6 _, e: k
2 o) V: a& e4 p- B! j% A% m
2 H; T$ y& [% K& d2 Ea.公共电源内阻产生的电阻传导耦合/ K1 ?+ |' ~. Q, ^3 U
9 l$ c) d* d7 y! @! i4 d
b.公共地线阻抗产生的 电阻传导耦合
5 l/ N+ n: u4 T6 ?
c.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合
$ r; l, J# g. \
（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；. T9 [6 l6 k! P' m% a  U7 r
1 f7 F& [2 |: T% a; R) C% l+ p& }
（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。
+ Y7 I' J, o" D1 C# E5 E/ X) R
' v" T( K. P9 ?. Z3、开关电源EMI抑制的9大措施$ }* g+ F/ ?- E
  t- K& {! ~' ~) s& r: H- z
1 i* z( _" y3 ~5 u8 H. i$ j! \& b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：- W! R0 y0 g  s0 J

（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；
* Z6 O) s$ i0 c& Z) O; J- G- g
1 f. b; n) b5 U2 t（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。

9 Y' X4 \& ?$ E, k2 j分开来讲，9大措施分别是：
3 D! \% e1 i# N2 U% \, h
（1）减小dv/dt和di/dt（降 低其峰值、减缓其斜率）0 i. r7 P) ^$ j
6 }. m3 ?# |! k$ ~
" T6 N' n( f; X, m( R, t) L（2）压敏电阻的合理应用，以降低浪涌电压5 R6 u( \$ C+ x- r
$ ^$ C$ v, x: h
! z" w2 m' q/ W$ T3 d（3）阻尼网络抑制过冲6 k9 w. k& `7 d. |) c) A2 T* b, P
0 u$ _2 ^: D  q: ~: W
（4）采用软恢复特 性的二极管，以降低高频段EMI
% L( R7 b2 C8 V' @
（5）有源功率因数校正，以及其他谐波校正技术/ Y  L" L' g4 h5 m$ [6 B
. X) N3 ~3 b  @: I1 Q" N: O. a
- R9 X) R+ P5 P（6）采用合理设计的电源线滤波器
+ U2 r' J& P0 ^. ?' E/ |' g: i  M) j
, A6 }* d7 Z+ P7 z: w1 ]8 d$ D* q（7）合理的接地处理

（8）有效的屏蔽措施. H. B  x' {7 v1 O

（9）合理的PCB设计. H8 Z! |( _# y- k
' d  G; c# Y# e4 t0 U8 b
6 D+ V; V5 v. o  S) ?4、高频变压器漏感的控制
1 d; h2 z2 D! }% q) ~
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。$ J* f9 t% f+ Q5 V% ?5 m
+ s+ m2 P* k1 s/ M' e2 l4 }
6 D1 d  Q9 J3 p: f) M减小高频变压器漏感两个切入点：电气设计、工艺设计！* C7 Y" ?1 z& j  d
* ~5 W) y: o4 F, u2 f! _/ E9 o# [. t+ i/ P! P
（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。
+ g: W- K2 y6 n0 A
（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。, M7 ~3 m, G0 b6 Y# r# \
- W* W4 V- z% F6 u" [$ J6 O$ P  l& C& j0 [" q" H
/ ^# N6 L( b% i, ]（3）增加绕组间耦合度，减小漏感。
: [8 A! g$ C* r- A4 f1 U
7 Z; w7 N/ `) G$ N& L6 f  A5、高频变压器的屏蔽" u. G3 |9 G  P+ d) n1 k
/ K. \4 P/ ?2 {$ ?2 m8 k3 B; n) v# p( ^* \1 z0 n; _" A
3 q3 U9 k  l4 q( N1 i9 M% E" H& V3 t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。. Q2 }, N2 l$ M1 {  w: d
3 J) E% e# F5 ~( z2 S
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：$ u5 R' S) l; P6 s+ c

（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；1 S! Z: ?: r# D* y+ M

（2）用“玻璃珠”（Glass beads）胶合剂粘结磁心，效果更好。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。
: g. C) X- I9 Z6 F; T' H% X* M2 ~: X8 o& |; M! R; l3 t0 R+ N
7 j4 S: _1 n) L/ G+ i% ?* l0 z5 Y1、开关电源的EMI源
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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$ k5 D/ A8 j2 p4 Y* J
1 ?) U& u* P5 p3 ]: n4 c$ U; e  I
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。
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9 u* r$ D/ O% H（2）高频变压器
9 n5 k4 Y, b  f, |; W: N
2 @9 x& _; n( E0 }* V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。
; E1 n. Y" ?8 E/ v& _' D
（3）整流二极管
1 r. M  H" N) D$ u! ^7 ?/ @/ i3 e2 ~" d" N2 F( D; t  U
2 g! b3 P. z7 d/ C, X+ I  K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。) [' l! M9 x  R- M
6 J  |8 V% f1 k5 A: e
（4）PCB: X# p1 u  X7 X
$ I7 g  X3 v, m  |4 A4 A' Y/ ^% k0 ?7 v, Y
2 M; r9 j; o4 S. S$ B6 }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。

+ C! b7 Q# A4 \0 m( Z) K  i* `2、开关电源EMI传输通道分类
/ |3 ^: p6 n4 t; \
' s. G  X, u/ Z（一）. 传导干扰的传输通道- x) ^9 a! k1 ~& d

（1）容性耦合
8 z! R; ~5 z$ R9 S2 |5 `3 Q
（2）感性耦合
" ]9 O2 _" R% x' v' X5 a
( G  w5 [; a5 r4 v（3）电阻耦合5 g- y; x, y. I. b9 t1 j0 q
: }* o* U0 x5 I: T& j* u. h. L0 @6 _2 z+ q
! S1 |- o4 M/ B: E* za.公共电源内阻产生的电阻传导耦合
  ~$ \1 Z" X, y0 D4 m: u
8 @. W* f& n0 H- @0 Sb.公共地线阻抗产生的 电阻传导耦合
- W: v0 i, @7 [" p$ n" F* W
6 g7 g. o7 i) p7 jc.公共线路阻抗产生的电阻传导耦合
9 X+ }* [! d6 L
（二）. 辐射干扰的传输通道

" m+ Z. C; k7 d+ [  t1 o: a7 q（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；/ g2 o7 A4 `/ s4 Q: }
# G. B: m$ h+ z4 \! G
# [8 R1 `" `& L（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）；) ^8 G6 n1 [" S# ?  |
9 M8 U2 c  Z0 T7 u, ]
（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。9 w. E8 l( h; H4 s8 d
  v5 w0 M# l* }. x: X* y2 e# Q1 p
3、开关电源EMI抑制的9大措施
0 u4 R7 R. H9 m- C
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：# p/ ~; T/ n+ n  R7 D! w
# c; @% W4 c: K' m4 W; H- ?! o% z4 _- Q- A% m; T! J+ m
（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 o$ R! k8 f6 W5 ~: p, G0 F
6 O8 T  f9 o" r' ~# c（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。
7 d( J- n; T2 o- I+ @. G- }% n- p8 W7 r( @
; F/ g+ n* a' ^5 w( \: N分开来讲，9大措施分别是：

3 t. L& l$ d" b" q（1）减小dv/dt和di/dt（降 低其峰值、减缓其斜率）
% ^) M  R2 N  `* K- l6 L) Z
. u0 `. U1 H8 L* \: }（2）压敏电阻的合理应用，以降低浪涌电压
" Z$ a/ l# g# j
（3）阻尼网络抑制过冲
, H( N5 `/ z* k# t
（4）采用软恢复特 性的二极管，以降低高频段EMI/ y6 d' G: ~2 y- @: w
0 d  G; R  |4 M% E9 }7 h* S- c* k) i# f; W1 B) q$ o
（5）有源功率因数校正，以及其他谐波校正技术
5 ^6 ~5 [& P2 S$ J
（6）采用合理设计的电源线滤波器( _* A3 n* l  `4 M5 O1 I; b
: h( p4 |" q7 q$ C- U' U( v  T" G0 d; ?7 o' V
+ F& I+ C7 J! g+ f1 G' G（7）合理的接地处理2 k; _5 e( {6 z7 ~; |

（8）有效的屏蔽措施9 G/ v5 m& u, f0 i3 t( @  x9 m# s

（9）合理的PCB设计8 Z$ L# t6 R/ o6 i
/ N4 E$ c$ T6 e2 L8 g
4、高频变压器漏感的控制) Y0 A* E; r9 Q2 z* ~7 }  x
$ v5 d( k8 I4 R6 _1 h$ J' x3 {" O( [$ Q3 A% S& T* d. R% L! T
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。
9 ~  K, y0 I# i) l; \" X9 k# g6 x& N) W  W) k( s: G3 h
% y" P' u1 g, s$ A/ K减小高频变压器漏感两个切入点：电气设计、工艺设计！( c* z# s, d5 Q+ H
" r; `" _% Q! Q' R# j
（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。
9 D  @  o- \, ?7 T2 I
& k8 F2 C! K6 N（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。1 `; B; {* t8 u$ {8 p" a
, Q. \4 q- Q3 C) \+ f+ |" L
（3）增加绕组间耦合度，减小漏感。/ y" {1 \; P% s5 ?; c4 v

. l* _& I" v$ ~% H; i, K, G5、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。! s% }5 [; r) F8 c+ k5 b

. q" {& E2 c6 q1 z$ a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：
+ K& z4 m4 u1 X9 [  x$ S
: A! l3 z, _1 ?) L1 {$ g% f& L（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；
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3 L1 ?( T& I6 R, H7 ^（2）用“玻璃珠”（Glass beads）胶合剂粘结磁心，效果更好。
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