开关电源EMI设计与整改全方位指南

"电源技术中的开关电源EMI设计与整改策略100条！电源技术" 在电源技术领域，特别是开关电源的设计中，电磁兼容性（EMC）是至关重要的一个方面。EMC由两个主要部分组成：电磁骚扰（EMI）和电磁抗骚扰（EMS）。EMI指的是设备在运行时产生的电磁能量对周围环境或设备造成的影响，而EMS则是设备抵抗外部电磁骚扰的能力，确保其能够正常工作。 EMI可以分为传导干扰和辐射干扰两类。传导干扰通常通过电源线、信号线等导体传播，相关的规范有FCC Part 15J Class B、CISPR 22（与EN55022、EN61000－3－2和EN61000－3－3相对应）以及国标的IT类（GB9254、GB17625）和AV类（GB13837、GB17625）。这些标准规定了在特定频率范围内允许的最大电磁辐射水平。 辐射干扰则是通过空间传播的电磁场，通常需要在专业的实验室进行测试。FCC测试的频率范围是450KHz至30MHz，而CISPR22的测试频率在150KHz至30MHz之间。 EMI的强度与电流、回路面积和频率成正比，公式为EMI=K*I*S*F^2。这里的K是与电路板材料和设计相关的常数，I代表电流，S表示电流回路的面积，F是频率。因此，设计低EMI的开关电源时，需要考虑减小电流回路面积、降低工作频率或采用低EMI材料。 开关电源EMI的整改措施可能包括以下几点： 1. 滤波器设计：使用输入和输出滤波器来抑制传导和辐射噪声。 2. 屏蔽设计：对电源内部关键组件进行屏蔽，减少对外部环境的影响。 3. 布线优化：合理布局电路板，避免形成大的电流环路，降低辐射。 4. 降低开关频率：虽然高频率可提高效率，但也会增加EMI，适当降低频率可减小干扰。 5. 使用低EMI元器件：选择具有低EMI特性的元件，如低EMI开关管和电容器。 6. 去耦合与旁路：正确使用去耦电容，消除电源线上的瞬态噪声。 7. 控制振荡：优化控制电路，减少开关过程中的振荡现象。 在实际应用中，设计师需要根据具体的产品需求和法规要求，综合运用这些策略进行EMI设计和整改。通过不断迭代和测试，确保开关电源在满足功能需求的同时，也能达到良好的电磁兼容性，从而在复杂电磁环境中稳定运行。