开关电源系统的产品EMC的三大思考问题分析

开关电源与线性稳压电源相比，具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等许多优点，己被广泛应用于计算机及其外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。

但开关电源的突出缺点是能产生较强的电磁干扰（EMI）。EMI信号既具有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经传导和辐射后会影响电磁环境，对通信设备和电子产品造成干扰。

如果处理不当，开关电源本身就会变成一个骚扰源。目前，电子产品的电磁兼容性（EMC）日益受到重视，抑制开关电源的EMI，提高电子产品的质量，使之符合EMC标准，已成为电子产品设计者越来越关注的问题。

我们先来看看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；如下图：

1、电源噪声？

2、电源复位？

3、电源输出？

4、电源损坏？

等等。

瞬态干扰（EMS）对设备会产生威胁，出现产品功能及性能的问题。

后面我们通过PCB的分析来讲解开关电源系统EMS的问题；

开关电源系统的产品EMC的三大思考问题，了解了＆找得到就能解决EMC。

1．信号（源）；

2．结构设计；

3．地的连接。

传导干扰共模与差模信号的电流路径分析。

开关电源通常是将工频交流电整流为直流电，然后经过开关管的控制使其变为高频，再经过整流滤波电路输出，得到稳定的直流电压。工频整流滤波使用大容量电容充、放电，开关管高频通断，输出整流二极管的反向恢复等工作过程中产生了极高的di／dt和du／dt ，形成了强烈的浪涌电流和尖峰电压，它是开关电源电磁干扰产生的最基本原因。

另外，开关管的驱动波形， MOSFET漏源波形等都是接近矩形波形状的周期波。因此，其频率是MHz级别的，有着很高的高频谐波分量！这些高频信号对开关电源的基本信号，特别是控制电路的信号造成干扰。

简单的说：开关电源系统当MOS管开通时，L，N回路中变压器电感的电流线性上升；MOS关断时 L，N回路电流迅速关断；此时回路的电流波形为三角波；高频的三角波电流的谐波分量形成系统的差模干扰。

杂散参数影响耦合通道的特性

在传导骚扰频段（＜30MHz），多数开关电源骚扰的耦合通道是可以用电路网络来描述的。但是，在开关电源中的任何一个实际元器件，如电阻器、电容器、电感器乃至开关管、二极管都包含有杂散参数，且研究的频带愈宽，等值电路的阶次愈高，因此，包括各元器件杂散参数和元器件间的耦合在内的开关电源的等效电路将复杂得多。

在高频时，杂散参数对耦合通道的特性影响很大，分布电容的存在成为电磁骚扰的通道。另外，在开关管功率较大时，集电极一般都需加上散热片，散热片与开关管之间的分布电容在高频时不能忽略，它能形成面向空间的辐射骚扰和电源线传导的共模骚扰。

简单的说：在高频段＞1MHZ时，开关电源系统对地就存在分布电容；系统的关键信号，关键走线对地都存在分布电容；分布电容形成对地回到L，N的共模干扰信号。同时分布电容的环路形成对空间的辐射干扰！

辐射干扰共模与差模信号的磁场分布。

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