EMI干扰来源和抑制措施精讲

EMI，电磁干扰，描述电子、电气产品在正常工作状态下对外界的干扰；EMI还包括传导干扰CE(conduction emission)和辐射干扰RE(radiation emission)以及谐波harmonic

对于电源模块，噪声在于电流或电压的急剧变化，即干扰源、耦合途径和敏感设备，并称为电磁干扰三要素di/dt或dv/dt因此，高功率和高频操作的设备都很大EMI噪声源。

解决方案是去除干扰三个要素中的一个，如屏蔽干扰源、隔离敏感设备或切断耦合途径。由于电磁干扰不能产生，因此只能使用一定的方法来减少对系统的干扰。以下是六种常见的干扰源和抑制措施。

1、外界干扰的耦合

输入端是电源的入口，内部噪声可以传播到外部，干扰外部世界。常见的抑制措施是输入X电容器和Y电容器，以及差异模具和共模电感器来过滤噪声和干扰。

如果输出端有长引线，当电源模块与系统匹配时，一些内部噪声干扰可能会扰其他电气设备。

一般是加共模和差模滤波，还可以在输出线串套磁珠环、采用双绞线或屏蔽线，实现抑制EMI干扰。

2、开关管

由于开关管结电容的存在，开关管在快速开关后会产生毛刺和尖峰，开关管结电容和变压器绕组泄漏也可能产生谐振和干扰。

抑制方法有：

开关管D和G极串加磁珠环，降低开关管的电流变化率，从而降低尖峰。

2.在开关管处增加缓冲电路或采用软开关技术，以减少开关管在快速工作时的峰值，使其电压或电流缓慢上升。

3.减小开关管与周围部件的压差，在一定程度上降低开关管结电容的充电程度。

4.增加开关管的G极驱动电阻。

3、变压器

变压器是电源模块的转换储能组件，在能量充放过程中会产生噪声干扰。泄漏感可与电路中的分布电容器形成振荡电路，产生高频振荡，辐射电磁能量，造成电磁干扰。

一次绕组与二次绕组之间的电位差也会发生高频变化。通过寄生电容器的耦合，在一次和二次之间产生共模传导EMI电流干扰。

抑制方法有：

1、变压器加屏蔽，电屏蔽是指将初级干扰信号与次级隔离。一层铜箔（内屏蔽）可包裹在初级和次级之间，但头部和尾部不能短路。铜箔应接地，共模传输干扰信号通过电容铜箔接地形成电路，不能进入次级绕组，起到电屏蔽的作用。

磁屏蔽是连接到变压器外线的铜箔（外屏蔽）。铜箔是一种良好的导体。当高频交变泄漏通过铜箔时，会产生涡流，涡流产生的磁场方向与泄漏磁通的方向相反，可以抵消部分泄漏磁通。

2.采用三明治绕组法，可减少初级耦合到变压器磁芯的高频干扰。由于初级远离磁芯，次级电压低，高频干扰小。

3.减少工作频率，减缓能量快速充放。

4.一次侧与二次侧的可靠隔离，一次侧与二次侧接Y电容。

5.尽量减少变压器的泄漏改善电路分布参数，在一定程度上减少干扰。

4、二极管

二极管在快速截止和引导过程中会有尖峰，尤其是整流二极管。在反向恢复过程中，电路的寄生电感和电容会产生高频振荡和电磁干扰。

添加抑制干扰的方法RC吸收电路，使二极管能量缓慢释放，或在阴极管脚套上磁珠环，使其电流不能突变以降低峰值。

5、储能电感

屏蔽或调整其参数，以避免与电路电容器振荡。

6、PCB布局和布线

PCB是上述干扰源的耦合通道，PCB与上述优缺点直接对应EMI源抑制。同时，板上设备的布局和布线不合理会造成干扰。

布局布线注意事项：

减少干扰最有效的方法是减少各电流电路的面积（磁场干扰）和带电导体的面积和长度（电场干扰）。

2.电路中不同的地线应分开，特别是模拟地和数字地。

3、PCB电源线和地线应尽可能宽，以减少线阻抗，从而减少公共阻抗引起的干扰噪声。

4.传输信号的线路必须考虑阻抗匹配。

一定要多练习电源设计！