开关电源基础 理解EMI 电磁干扰

BOSHIDA电源模块 开关电源基础 理解EMI 电磁干扰

能量辐射的问题通常被认为是相当复杂的，但是导致和消除EMI的基本原理是相对简单的。从根本上说，只需要认识到由于电流和电压的快速变化会产生场，这些场可以是磁场或电场。
磁场会将导体中的变化电流耦合到其他地方而产生感应电压，原理是
e=M*di/dt
其中M是源和受体之间的互感。
类似地，电场将表面上变化的电压耦合到导体中产生感应电流，原理是
i=C*dv/dt
其中C是将源耦合到受体的电容量。这些方程告诉我们，在导体中电流迅速变化时，将在其他地方产生感应电压。在一个表面电压快速变化的地方，也会因寄生电容引起另一路径上的电流。
需要注意的是，在上述两个噪声定义的方程中，关键因素是电压或电流的变化率。对于开关电源电路，我们实际上处理的是快速变换的波形(如开关管波形、二极管电压电流波形等)，而这些是高频谐波的来源，高频谐波反过来又成为大多数EMI问题的根源。所以，降低所产生的EMI最显著的方法是减慢开关转换的速度，但要明白，这可能是一个折中，因为减慢速度带来的就是开关损耗的增加。电源设计总是在这两种性能之间取平衡。
请记住，电磁干扰是一种低能量干扰现象，它只需要极少的能量就能扰乱系统工作，降低系统性能。噪声限值是用 dBμV 来表示的。例如，1MHz处的噪声限值为46dBuV，换算成电压仅200μV，50Ω的阻抗时，对应感应噪声电流的限值仅为4uA。因此，在实际情况中，我们经常假定某些噪声源太小而不予以考虑，这就很容易陷入误区。

审核编辑黄宇