先簡(jiǎn)單介紹一下下EMI：

　　EMI翻譯成中文就是電磁干擾" title="干擾">干擾。其實(shí)所有的電器設(shè)備，都會(huì)有電磁干擾。只不過嚴(yán)重程度各有不同。

　　電磁干擾會(huì)影響各種電器設(shè)備的正常工作，會(huì)干擾通信數(shù)據(jù)的正常傳遞，雖然對(duì)人體的傷害尚無定論，但是普遍認(rèn)為對(duì)人體不利。

　　所以很多國(guó)家和地區(qū)對(duì)電器的電磁干擾程度有嚴(yán)格的規(guī)定。當(dāng)然電源也不例外的，所以我們有理由好好了解EMI以及其抑制方法。

　　下面結(jié)合一些專家的文獻(xiàn)來描述EMI.

　　首先EMI 有三個(gè)基本面

　　就是

　　噪音源：發(fā)射干擾的源頭。 耦合途徑：傳播干擾的載體。 接收器：被干擾的對(duì)象。

　　缺少一樣，電磁干擾就不成立了。所以，降低電磁干擾的危害，也有三種辦法：

　　1. 從源頭抑制干擾。

　　2.切斷傳播途徑

　　3.增強(qiáng)抵抗力，這個(gè)就是所謂的EMC(電磁兼容)

　　先解釋幾個(gè)名詞：

　　傳導(dǎo)干擾：也就是噪音通過導(dǎo)線傳遞的方式。

　　輻射干擾：也就是噪音通過空間輻射的方式傳遞。

　　差模干擾：由于電路中的自身電勢(shì)差，電流所產(chǎn)成的干擾，比如火線和零線，正極和負(fù)極。

　　共模干擾：由于電路和大地之間的電勢(shì)差，電流所產(chǎn)生的干擾。

　　通常我們?nèi)?shí)驗(yàn)室測(cè)試的項(xiàng)目：

　　傳導(dǎo)發(fā)射：測(cè)試你的電源通過傳導(dǎo)發(fā)射出去的干擾是否合格。

　　輻射發(fā)射：測(cè)試你的電源通過輻射發(fā)射出去的干擾是否合格。

　　傳導(dǎo)抗擾：在具有傳導(dǎo)干擾的環(huán)境中，你的電源能否正常工作。

　　輻射抗擾：在具有輻射干擾的環(huán)境中，你的電源能否正常工作。

　　首先來看，噪音的源頭：

　　任何周期性的電壓和電流都能通過傅立葉分解的方法，分解為各種頻率的正弦波。

　　所以在測(cè)試干擾的時(shí)候，需要測(cè)試各種頻率下的噪音強(qiáng)度。

　　那么在開關(guān)電源" title="開關(guān)電源">開關(guān)電源中，這些噪音的來源是什么呢?

　　開關(guān)電源中，由于開關(guān)器件在周期性的開合，所以，電路中的電流和電壓也是周期性的在變化。那么那些變化的電流和電壓，就是噪音的真正源頭。

　　那么有人可能會(huì)問，我的開關(guān)頻率是100KHz的，但是為什么測(cè)試出來的噪音，從幾百K到幾百M(fèi)都有呢?

　　我們把同等有效值，同等頻率的各種波形做快速傅立葉分析：

　　藍(lán)色： 正弦波

　　綠色： 三角波

　　紅色： 方波

　　可以看到，正弦波只有基波分量，但是三角波和方波含有高次諧波，諧波最大的是方波。

　　也就是說如果電流或者電壓波形，是非正弦波的信號(hào)，都能分解出高次諧波。

　　那么如果同樣的方波，但是上升下降時(shí)間不同，會(huì)怎樣呢。

　　同樣是100KHz的方波

　　紅色：上升下降時(shí)間都為100ns

　　綠色：上升下降時(shí)間都為500ns

　　可以看到紅色的高次諧波明顯大于綠色。

　　我們繼續(xù)分析下面兩種波形，

　　A: 有嚴(yán)重高頻震蕩的方波， 比如MOS，二極管上的電壓波形。

　　B:用吸收電路，把方波的高頻振蕩吸收一下。

　　分別做快速傅立葉分析：

　　再來看，下面的波形，一個(gè)是具有導(dǎo)通尖峰的電流波形，一個(gè)沒有導(dǎo)通尖峰。

　　

　　對(duì)兩個(gè)波形做傅立葉分析：

　　可以看到紅色波形的高次諧波，要大于綠色波形。

　　繼續(xù)對(duì)兩個(gè)波形，作分析

　　紅色: 固定頻率的信號(hào)

　　綠色：具有稍微頻率抖動(dòng)的信號(hào)

　　

　　可以看到，頻率抖動(dòng)，可以降低低頻段能量。進(jìn)一步，放大低頻段的頻譜能量：

　　

　　可以看到，頻率抖動(dòng)就是把頻譜能量分散了，而固定頻率的頻譜能量，集中在基波的諧波頻率點(diǎn)，所以峰值比較高，容易超標(biāo)。

　　最后稍微總結(jié)一下，如果從源頭來抑制EMI。

　　1.對(duì)于開關(guān)頻率的選擇，比如傳導(dǎo)測(cè)試150K-30M,那么在條件容許的情況下，可選擇130K之類的開關(guān)頻率，這樣基波頻率可以避開測(cè)試。

　　2.采用頻率抖動(dòng)的技術(shù)。頻率抖動(dòng)可以分散能量，對(duì)低頻段的EMI有好處。

　　3.適當(dāng)降低開關(guān)速度，降低開關(guān)速度，可以降低開關(guān)時(shí)刻的di/dt,dv/dt。對(duì)高頻段的EMI有好處。

　　4.采用軟開關(guān)技術(shù)，比如PSFB，AHB之類的ZVS可以降低開關(guān)時(shí)刻的di/dt,dv/dt。對(duì)高頻段的EMI有好處。而LLC等諧振技術(shù)，可以讓一些波形變成正弦波，進(jìn)一步降低EMI。

　　5.對(duì)一些振蕩尖峰做吸收，這些管子上的振蕩，往往頻率很高，會(huì)發(fā)射很大的EMI.

　　6.采用反向恢復(fù)好的二極管，二極管的反向恢復(fù)電流，不但會(huì)帶來高di/dt.還會(huì)和漏感等寄生電感共同造成高的dv/dt.

　　下面來看一下傳播途徑，這個(gè)是poon & Pong 兩位教授總結(jié)的。

　　傳播途徑，比較的直觀全面

　　我們先來看傳導(dǎo)途徑：

　　傳導(dǎo)干擾的傳遞都是通過電線來傳遞的，測(cè)試的時(shí)候，使測(cè)試通過電線傳導(dǎo)出來得干擾大小。

也就是說對(duì)電源來說，所有的傳導(dǎo)干擾都會(huì)通過輸入線，傳遞到測(cè)試接收器。

　　那么這些干擾如何傳遞到接收器的?又要如何來阻擋這些干擾傳遞到接收器呢?

　　先來看差模的概念，差模電流很容易理解，如下圖，

　

　　差模電流在輸入的火線和零線(或者正線到負(fù)線)之間形成回路，用基爾霍夫定理可以很容易理解，兩條線上的電流完全相等。

　　而這個(gè)差模電流除了包含電網(wǎng)頻率(或者直流)的低頻分量之外，還有開關(guān)頻率的高頻電流，如果開關(guān)頻率的電流不是正弦的，那么必然還有其諧波電流。

　　現(xiàn)在以最簡(jiǎn)單的，具有PFC功能的DCM 反激電源為例子，(如上圖)

　　其輸入線上的電流如下：

　　

　　如將其放大：

　

　　可以看到電流波形為，眾多三角波組成，但是其平均值為工頻的正弦。那么講輸入電流做傅立葉分析，可以得到：

　　

　　可以看到，除了100Khz開關(guān)頻率的基波之外，還有豐富的諧波。繼續(xù)分析到更高頻率，可以看到：

　

　　如果不加處理，光差模電流就可以讓傳導(dǎo)超標(biāo)。

　　那么如何，來阻擋這些高頻電流呢?最簡(jiǎn)單有效的，就是加輸入濾波器。

　　例子1，在輸入端加一個(gè)RC濾波器：

　　

　　在對(duì)輸入電流做傅立葉分析：　　

　　可以看到高頻諧波明顯下降

　　如果加LC濾波器：

　　

　　對(duì)輸入電流做分析：

　　

　　可以看到濾泡效果更好，但是在低頻點(diǎn)卻有處更高了。這個(gè)主要是LC濾波器諧振導(dǎo)致。

　　而實(shí)際 電路中，由于各種阻抗的存在。LC不太容易引起諧振，但是也會(huì)偶爾發(fā)生。

　　如果在傳導(dǎo)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)低頻段，有非開關(guān)頻率倍頻的地方超標(biāo)，可以考慮是否濾波器諧振。