綜述開(kāi)關(guān)電源EMC

　　隨著開(kāi)關(guān)電源的普遍應(yīng)用，電磁兼容問(wèn)題也受到更多關(guān)注，本文講述了開(kāi)關(guān)電源EMC知識(shí)全面匯總，包括開(kāi)關(guān)電源EMC的分類(lèi)及標(biāo)準(zhǔn)，常用的EMC標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)驗(yàn)配置，關(guān)于制訂電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的組織和標(biāo)準(zhǔn)的介紹，開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的產(chǎn)生機(jī)理及其傳播途徑， Flyback 架構(gòu)noise 在頻譜上的反應(yīng)等。

　　EMC的分類(lèi)及標(biāo)準(zhǔn)：

　　EMC(Electromagnetic Compatibility)是電磁兼容，它包括EMI(電磁騷擾)和EMS(電磁抗騷擾)。EMC定義為:設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中的任何設(shè)備的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。EMC整的稱(chēng)呼為電磁兼容。EMP是指電磁脈沖。

　　EMC = EMI + EMS EMI : 電磁干擾 EMS : 電磁相容性 (免疫力)

　　EMI可分為傳導(dǎo)Conduction及輻射Radiation兩部分，Conduction規(guī)范一般可分為: FCC Part 15J Class B;CISPR 22(EN55022, EN61000-3-2, EN61000-3-3) Class B;國(guó)標(biāo)IT類(lèi)(GB9254，GB17625)和AV類(lèi)(GB13837，GB17625)。FCC測(cè)試頻率在450K-30MHz，CISPR 22測(cè)試頻率在150K--30MHz，Conduction可以用頻譜分析儀測(cè)試，Radiation則必須到專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。

　　EN55022為Radiation Test & Conduction Test (傳導(dǎo) & 輻射測(cè)試); EN61000-3-2為Harmonic Test (電源諧波測(cè)試) ;EN61000-3-3為Flicker Test (電壓變動(dòng)測(cè)試)。

　　CISPR22(Comite Special des Purturbations Radioelectrique)應(yīng)用于信息技術(shù)類(lèi)裝置, 適用于歐洲和亞洲地區(qū);EN55022為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)CC Part 15 (Federal Communications Commission) 適用于美國(guó)，EN30220歐洲EMI測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，功率輻射測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是EN55013頻率在30MHZ-300MHz。

　　EN55011輻射測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是：有的頻率段要求較高，有的頻率段要求較低。傳導(dǎo) (150KHZ-30MHZ) LISN主要是差模電流, 其共模阻抗為100歐姆(50 + 50); LISN主要是共模電流, 其總的電路阻抗為25歐姆(50 // 50)。

　　4線(xiàn) AV 60dB/uV 150KHZ-2MHZ start 9KHZ

　　5線(xiàn) PEAK 100dB/uV 150KHZ-3MHZ

　　6線(xiàn) PEAK 100dB/uV 2MHZ-30MHZ

　　7線(xiàn) QP 70dB/uV 150KHZ-500KHZ

　　Radiated (30MHZ-1GHZ): ADD 4N7/250V Y CAP 90dB/uV 30MHZ-300MHZ

　　EMI為電磁干擾，EMI是EMC其中的一部分，EMI(Electronic Magnetic Interference) 電磁干擾， EMI包括傳導(dǎo)、輻射、電流諧波、電壓閃爍等等。電磁干擾是由干擾源、藕合通道和接收器三部分構(gòu)成的，通常稱(chēng)作干擾的三要素。 EMI線(xiàn)性正比于電流，電流回路面積以及頻率的平方即：EMI = K*I*S*F2。I是電流，S是回路面積，F(xiàn)是頻率，K是與電路板材料和其他因素有關(guān)的一個(gè)常數(shù)。

　　EMI是指產(chǎn)品的對(duì)外電磁干擾。一般情況下分為 Class A & Class B 兩個(gè)等級(jí)。 Class A為工業(yè)等級(jí)，Class B 為民用等級(jí) 。民用的要比工業(yè)的嚴(yán)格，因?yàn)楣I(yè)用的允許輻射稍微大一點(diǎn)。同樣產(chǎn)品在測(cè)試EMI中的輻射測(cè)試來(lái)講，在30-230MHz下，B類(lèi)要求產(chǎn)品的輻射限值不能超過(guò)40dBm 而A類(lèi)要求不能超過(guò)50dBm(以三米法電波暗室測(cè)量為例)相對(duì)要寬松的多，一般來(lái)說(shuō)CLASS A是指在EMI測(cè)試條件下，無(wú)需操作人員介入，設(shè)備能按預(yù)期持續(xù)正常工作，不允許出現(xiàn)低于規(guī)定的性能等級(jí)的性能降低或功能損失。

　　EMI是設(shè)備正常工作時(shí)測(cè)它的輻射和傳導(dǎo)。在測(cè)試的時(shí)候，EMI的輻射和傳導(dǎo)在接收機(jī)上有兩個(gè)上限，分別代表Class A和Class B，如果觀察的波形超過(guò)B的線(xiàn)但是低于A的線(xiàn)，那么產(chǎn)品就是A類(lèi)的。EMS是用測(cè)試設(shè)備對(duì)產(chǎn)品干擾，觀察產(chǎn)品在干擾下能否正常工作，如果正常工作或不出現(xiàn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能下降，為A級(jí)。能自動(dòng)重啟且重啟后不出現(xiàn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能下降，為B級(jí)。不能自動(dòng)重啟需人為重啟為C級(jí)，掛掉為D級(jí)。國(guó)標(biāo)有D級(jí)的規(guī)定，EN只有A，B，C。EMI在工作頻率的奇數(shù)倍是最不好過(guò)的。

　　EMS(Electmmagnetic Suseeptibilkr) 電磁敏感度一般俗稱(chēng)為 “電磁免疫力”, 是設(shè)備抗外界騷擾干擾之能力，EMI是設(shè)備對(duì)外的騷擾。

　　EMS中的等級(jí)是指：Class A，測(cè)試完成后設(shè)備仍在正常工作;Class B，測(cè)試完成或測(cè)試中需要重啟后可以正常工作;Class C，需要人為調(diào)整后可以正常重啟并正常工作;Class D，設(shè)備已損壞，無(wú)論怎樣調(diào)整也無(wú)法啟動(dòng)。嚴(yán)格程度EMI是B>A，EMS是A>B>C>D。

　　常用的EMC標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)配置

　　EMS部份為EN55024包含7項(xiàng)測(cè)試：

　　EN61000-4-2:1998;

　　EN61000-4-3:1998;

　　EN61000-4-4:1995,

　　EN61000-4-5:1995;

　　EN61000-4-6：1996;

　　EN61000-4-8: 1993;

　　EN61000-4-11:1994。

　　EMC檢測(cè)主要項(xiàng)目:

　　空間輻射(Radiation): EN55011,13,22 FCC Part 15&18, VCCI

　　傳導(dǎo)干擾(Conduction): EN55011,13,14-1,15,22, FCC Part 15&18, VCCI

　　喀嚦聲(Click): EN55014-1

　　功率輻射(Power Clamp): EN55013,14-1

　　磁場(chǎng)輻射(Magnetic Emission): EN55011,15

　　低頻干擾(Low Frequency Immunity): EN50091-2

　　靜電放電(ESD): IEC61000-4-2、EN61000-4-2、 GB/T17626.2

　　輻射抗擾度(R/S): IEC61000-4-3、 EN61000-4-3 、GB/T17626.3

　　脈沖群抗擾度(EFT/B): IEC61000-4-4、EN61000-4-4 、 GB/T17626.4

　　浪涌抗擾度(SURGE): IEC61000-4-5、 EN61000-4-5、 GB/T17626.5

　　傳導(dǎo)騷擾抗擾度(C/S): IEC61000-4-6、 EN61000-4-6 、GB/T17626.6

　　工頻磁場(chǎng)抗擾度(M/S): IEC61000-4-8、 EN61000-4-8、GB/T17626.8

　　電壓跌落(DIPS): IEC61000-4-11、 EN61000-4-11、 GB/T17626.11

　　諧波電流(Harmonic): IEC61000-3-2、EN61000-3-2

　　電壓閃爍(Flicker): IEC61000-3-3、EN61000-3-3

　　輻射干擾(Radiated Interference)是通過(guò)空間并以電磁波的特性和規(guī)律傳播的。但不是任何裝置都能輻射電磁波的。傳導(dǎo)干擾(Conducted Interference)是沿著導(dǎo)體傳播的干擾。所以傳導(dǎo)干擾的傳播要求在干擾源和接收器之間有一完整的電路連接。

　　電磁兼容三要素：任何電磁兼容性問(wèn)題都包含三個(gè)要素，即干擾源、敏感源和耦合路徑，這三個(gè)要素中缺少一個(gè)，電磁兼容問(wèn)題就不會(huì)存在。

　　產(chǎn)生電磁干擾的條件: 突然變化的電壓或電流，即dV/dt或dI/dt很大;輻射天線(xiàn)或傳導(dǎo)導(dǎo)體。

　　電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備的要求有兩個(gè)方面：一個(gè)是工作時(shí)不會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生不良的電磁干擾影響，另一個(gè)是不能對(duì)外界的電磁干擾過(guò)度敏感。前一個(gè)方面的要求稱(chēng)為干擾發(fā)射要求，后一個(gè)方面的要求稱(chēng)為敏感度要求。

　　電磁能量從設(shè)備內(nèi)傳出或從外界傳入設(shè)備的途徑只有兩個(gè)，一個(gè)是以電磁波的形式從空間傳播，另一個(gè)是以電流的形式沿導(dǎo)線(xiàn)傳播。因此，電磁干擾發(fā)射可以分為：傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射;敏感度也可以分為傳導(dǎo)敏感度和輻射敏感度。

　　電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通用標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和專(zhuān)用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

　　基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)：描述了EMC現(xiàn)象、規(guī)定了EMC測(cè)試方法、設(shè)備，定義了等級(jí)和性能判據(jù)?；A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)不涉及具體產(chǎn)品。

　　產(chǎn)品類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)：針對(duì)某種產(chǎn)品系列的EMC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。往往引用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)產(chǎn)品的特殊性提出更詳細(xì)的規(guī)定。

　　通用標(biāo)準(zhǔn)：按照設(shè)備使用環(huán)境劃分的，當(dāng)產(chǎn)品沒(méi)有特定的產(chǎn)品類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)可以遵循時(shí)，使用通用標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行EMC測(cè)試。對(duì)使設(shè)備的功能完全正常，也要滿(mǎn)足這些標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　關(guān)于制訂電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的組織和標(biāo)準(zhǔn)的介紹：

　　IEC(國(guó)際電工委員會(huì))：有兩個(gè)平行的組織制訂EMC標(biāo)準(zhǔn)，CISPR和TC77。

　　CISPR(國(guó)際無(wú)線(xiàn)電干擾特別委員會(huì))：1934年成立。目前有七個(gè)分會(huì)：A分會(huì)(無(wú)線(xiàn)電干擾測(cè)量方法與統(tǒng)計(jì)方法)、B分會(huì)(工、科、醫(yī)療射頻設(shè)備的無(wú)線(xiàn)電干擾)、C分會(huì)(電力線(xiàn)、高壓設(shè)備和電牽引系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)電干擾)、D分會(huì)(機(jī)動(dòng)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)的無(wú)線(xiàn)電干擾)、E分會(huì)(無(wú)線(xiàn)接收設(shè)備干擾特性)、F分會(huì)(家電、電動(dòng)工具、照明設(shè)備及類(lèi)似電器的無(wú)線(xiàn)電干擾)、G分會(huì)(信息設(shè)備的無(wú)線(xiàn)電干擾)。

　　TC77(第77技術(shù)委員會(huì))：1981年成立。目前有3個(gè)分會(huì)：SC77A(低頻現(xiàn)象)、 SC77B(高頻現(xiàn)象)、 SC77C(對(duì)高空核電磁脈沖的抗擾性)。

　　CENELEC(歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì))：由歐共體委員會(huì)授權(quán)制訂歐洲標(biāo)準(zhǔn)。EN標(biāo)準(zhǔn)中引用了很多CISPR和IEC標(biāo)準(zhǔn)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

　　EN55××× = CISPR標(biāo)準(zhǔn)， (例： EN55011 = CISPR Pub.11)

　　EN6×××× = IEC標(biāo)準(zhǔn)， (例： EN61000-4-3 = IEC61000-4-3 Pub.11)

　　EN50××× = CENELEC自定標(biāo)準(zhǔn)， (例： EN50801 )

　　FCC(聯(lián)邦通信委員會(huì))全名為Federal Communications Commission：是管理電腦, 周邊及通信產(chǎn)品等銷(xiāo)售美國(guó)之審核授權(quán)機(jī)抅, 主要制訂民用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)主要包括在FCC Part15和FCC Part 18中。

　　FCC Part 15 subpart B規(guī)定: 凡利用數(shù)位技術(shù)之電子裝置或系統(tǒng), 及使用或產(chǎn)生脈波頻率超過(guò)10KHz之器材,皆須依規(guī)定進(jìn)行測(cè)試認(rèn)證后, 才可以在美國(guó)市場(chǎng)銷(xiāo)售。

　　MIL-STD(美軍標(biāo))：典型的是MIL-STD –461D。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了最大輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射的限制，還規(guī)定了系統(tǒng)對(duì)輻射和傳導(dǎo)干擾的敏感度要求。配套標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-462規(guī)定了必要的測(cè)試裝置。商業(yè)公司經(jīng)常將MIL-STD-461中的某些部分作為產(chǎn)品內(nèi)部EMC規(guī)范。

　　VCCI(干擾自愿控制委員會(huì))：民間機(jī)構(gòu)，其標(biāo)準(zhǔn)與CISPR和IEC一致。

　　GB(中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))：基本采用CISPR和IEC標(biāo)準(zhǔn)，目前已發(fā)布57個(gè)。

　　GJB(中國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn))：基本采用美軍標(biāo)，例如GJB151A = MIL-STD –461D。

　　軍用設(shè)備

　　為軍用設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)必須滿(mǎn)足MIL-STD-461D的要求， 另一個(gè)關(guān)于EMI的軍用標(biāo)準(zhǔn)是保密的TEMPEST計(jì)劃，這是用來(lái)保證保密通信系統(tǒng)安全的。現(xiàn)在可以接收并復(fù)現(xiàn)出大多數(shù)電子設(shè)備政黨工作時(shí)所發(fā)射的功率很低的射頻信號(hào)。象對(duì)電子竊聽(tīng)很脆弱的CRT終端那樣的軍用產(chǎn)品就屬于TEMPEST的范疇。在實(shí)踐中，TEMPEST控制設(shè)備和系統(tǒng)的發(fā)射，使無(wú)法解譯攜帶信息的信號(hào)。

　　由于關(guān)于EMC的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)十分復(fù)雜，關(guān)于信息技術(shù)設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)在表1.9中。一些標(biāo)準(zhǔn)的頻率范圍在圖1-3中標(biāo)明。

　　CE標(biāo)示: 源自歐共體各會(huì)員國(guó)(European Community)縮寫(xiě)的總稱(chēng), 並以此為標(biāo)志。規(guī)范產(chǎn)品是否符合歐體為保障民眾安全健康以及環(huán)境保護(hù)等利益所訂定之基本安全要求。

　　CE = EMC + LVD EMC : 電磁干擾及電磁相容性 LVD : 低電壓指令

　　測(cè)量場(chǎng)地：GB要求在開(kāi)闊場(chǎng)地中測(cè)量，GJB要求在屏蔽半無(wú)反射室中測(cè)量，由于電磁環(huán)境日趨惡化，開(kāi)闊場(chǎng)中的背景干擾往往嚴(yán)重影響測(cè)量，因此，GB測(cè)量也開(kāi)始在屏蔽半無(wú)反射室中做，但要求半無(wú)反射室中的電磁場(chǎng)分布與開(kāi)闊場(chǎng)近似。

　　天線(xiàn)到EUT(受試設(shè)備)的距離：GB要求為3米、10米或30米，GJB要求為1米;

　　測(cè)量?jī)?nèi)容：GB僅測(cè)量電場(chǎng)輻射發(fā)射，GJB對(duì)電場(chǎng)輻射和磁場(chǎng)輻射都要測(cè)量;

　　測(cè)量頻率范圍：GB規(guī)定的測(cè)量范圍為30MHz ~ 1GHz，隨著時(shí)鐘頻率的升高，有擴(kuò)展到18GHz的趨勢(shì)，GJB規(guī)定的測(cè)量頻率范圍為10kHz ~ 18GHz。

　　EUT的布置：GB和GJB都要求EUT按照實(shí)際工作狀態(tài)布置(互聯(lián)電纜和所連接的外部設(shè)備全部按實(shí)際狀態(tài)連接)，GB要求EUT放置在木制測(cè)試臺(tái)上，GJB要求EUT放置在金屬板上。距離地面的距離為0.8米;

　　檢波方式：干擾測(cè)量?jī)x的讀數(shù)與檢波方式有關(guān)，因此標(biāo)準(zhǔn)中都明確規(guī)定檢波方式，GB要求準(zhǔn)峰值檢波，GJB要求峰值檢波;

　　最大輻射點(diǎn)：與處理電磁兼容問(wèn)題的原則相同，僅關(guān)心最壞情況。因此，以EUT的最大輻射值為測(cè)量結(jié)果。最大輻射值的含義有4個(gè)，第一：EUT的工作狀態(tài)處于最大輻射狀態(tài)，第二：EUT最大輻射面對(duì)著天線(xiàn)，第三：天線(xiàn)的極化方向?yàn)榻邮兆畲髨?chǎng)強(qiáng)的方向，第四：天線(xiàn)的高度為接收最大場(chǎng)強(qiáng)的位置。GJB中，沒(méi)有第四點(diǎn)的要求，即，天線(xiàn)的高度是固定的。

　　測(cè)量設(shè)備：

　　騷擾測(cè)量設(shè)備：用來(lái)定量計(jì)量騷擾強(qiáng)度的設(shè)備，可以是EMI測(cè)量接收機(jī)，也可以是頻譜分析儀，頻率范圍要覆蓋150KHz~30MHz，具有峰值、準(zhǔn)峰值和平均值檢波功能。

　　線(xiàn)路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)：由于電源端子傳導(dǎo)發(fā)射的強(qiáng)度與電網(wǎng)的阻抗有關(guān)，因此為了使測(cè)量具有唯一性，必須在特定的阻抗條件下測(cè)量，LISN就提供了這樣一個(gè)環(huán)境，GB9254標(biāo)準(zhǔn)中使用的LISN為50Ω/50μH。

　　接地平板：受試設(shè)備要放置在接地金屬板上進(jìn)行試驗(yàn)，該金屬板比被測(cè)設(shè)備邊框大0.5米，最小尺寸為2m×2m。

　　電快速脈沖試驗(yàn)?zāi)M電網(wǎng)中的感性負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的干擾。這種干擾不僅會(huì)出現(xiàn)在電源線(xiàn)上，而且會(huì)耦合到信號(hào)線(xiàn)上。因此，這個(gè)試驗(yàn)要對(duì)電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)做。設(shè)備能夠通過(guò)浪涌試驗(yàn)，并不意味著也能通過(guò)電快速脈沖試驗(yàn)。一方面是因?yàn)楹笳叩念l率成份遠(yuǎn)高于前者，具備不同的干擾機(jī)理，令一方面是因?yàn)殡娍焖倜}沖試驗(yàn)中施加的干擾是重復(fù)性，這對(duì)電路具有一種積分效應(yīng)，是電路中的積分型抗干擾電路實(shí)效。

　　頻譜分析儀能夠快速地在較寬的頻率范圍內(nèi)掃描，因此是診斷電磁干擾發(fā)射的方便工具。使用頻譜分析儀時(shí)需要注意的問(wèn)題：頻譜分析儀不能觀測(cè)瞬間干擾，如靜電放電、雷電等;頻譜分析儀的掃描時(shí)間不能設(shè)置得太短，即不能使掃描速度太快;從頻譜分析儀屏幕上讀取頻率與幅度數(shù)據(jù)時(shí)，其精度與頻譜儀的掃描范圍有關(guān)，范圍越窄，精度越高;當(dāng)輸入信號(hào)過(guò)大時(shí)，頻譜分析儀會(huì)發(fā)生過(guò)載，使讀取的幅度數(shù)據(jù)比實(shí)際的小，用輸入衰減器可以避免過(guò)載;減小頻譜儀的中頻帶寬可以提高儀器的靈敏度(和選擇性)，但掃描時(shí)間會(huì)更長(zhǎng);寬帶信號(hào)的幅度會(huì)隨著中頻分辨帶寬的增加而增加。

　　電磁干擾(EMI)接收機(jī)是另一種測(cè)量電磁干擾的設(shè)備，許多人在選購(gòu)儀器時(shí)搞不懂接收機(jī)與頻譜儀之間的區(qū)別，下面做一簡(jiǎn)單比較：

　　所有的接收機(jī)都標(biāo)準(zhǔn)配置預(yù)選器(頻譜儀需要選配)，能夠有效地抑制帶外噪聲;所有的接收機(jī)用基頻混頻方式(頻譜儀使用基頻和諧頻混頻)，具有較高的靈敏度;接收機(jī)的中頻濾波器為矩形(頻譜儀的中頻濾波器為高斯形)，具有更好的選擇性;接收機(jī)適合于正式測(cè)量，不適合于診斷。

　　EMC試驗(yàn)室有華測(cè)(CTI)、SGS、信測(cè)、信華、華通威、冠準(zhǔn)、莫特、廣州ETL、廣州五所、東莞經(jīng)續(xù)、東莞沃特、厚街北南、長(zhǎng)安世鴻、長(zhǎng)安碩信(ATT)、大朗信寶、塘夏歐標(biāo)、摩爾實(shí)驗(yàn)室、經(jīng)續(xù)檢驗(yàn)技術(shù)有限公司等。像美國(guó)的FCC只測(cè)EMI中的輻射和傳導(dǎo)，不測(cè)EMS。有些國(guó)家EMI和EMS是分開(kāi)測(cè)的，有些國(guó)家是一起像CCC認(rèn)證CE認(rèn)證?，F(xiàn)在很多電器類(lèi)產(chǎn)品做CE還要加測(cè)電磁波騷擾EMF，標(biāo)準(zhǔn)是EN-50336。電源EMI技術(shù)就算能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，有的產(chǎn)品要求要達(dá)一定的濕度測(cè)試。在深圳濕試控制都比較難做。深圳幾家大實(shí)驗(yàn)室，都比較難，空間問(wèn)題。EMI不只包括傳導(dǎo)，輻射，電流諧波與電壓閃爍也是EMI的部分。諧波和閃爍是設(shè)備對(duì)外的，而不是外界對(duì)設(shè)備的，所以是EMI，不是EMS。

　　開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的產(chǎn)生機(jī)理及其傳播途徑

　　功率開(kāi)關(guān)器件的高額開(kāi)關(guān)動(dòng)作是導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾(EMI)的主要原因。開(kāi)關(guān)頻率的提高一方面減小了電源的體積和重量，另一方面也導(dǎo)致了更為嚴(yán)重的EMI問(wèn)題。開(kāi)關(guān)電源工作時(shí)，其內(nèi)部的電壓和電流波形都是在非常短的時(shí)間內(nèi)上升和下降的，因此，開(kāi)關(guān)電源本身是一個(gè)噪聲發(fā)生源。開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的干擾，按噪聲干擾源種類(lèi)來(lái)分,可分為尖峰干擾和諧波干擾兩種;若按耦合通路來(lái)分,可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。使電源產(chǎn)生的干擾不至于對(duì)電子系統(tǒng)和電網(wǎng)造成危害的根本辦法是削弱噪聲發(fā)生源，或者切斷電源噪聲和電子系統(tǒng)、電網(wǎng)之間的耦合途徑?，F(xiàn)在按噪聲干擾源來(lái)分別說(shuō)明：

　　1、二極管的反向恢復(fù)時(shí)間引起的干擾

　　交流輸入電壓經(jīng)功率二極管整流橋變?yōu)檎颐}動(dòng)電壓，經(jīng)電容平滑后變?yōu)橹绷?，但電容電流的波形不是正弦波而是脈沖波。由電流波形可知，電流中含有高次諧波。大量電流諧波分量流入電網(wǎng)，造成對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。另外，由于電流是脈沖波，使電源輸入功率因數(shù)降低。

　　高頻整流回路中的整流二極管正向?qū)〞r(shí)有較大的正向電流流過(guò)，在其受反偏電壓而轉(zhuǎn)向截止時(shí)，由于PN結(jié)中有較多的載流子積累，因而在載流子消失之前的一段時(shí)間里，電流會(huì)反向流動(dòng)，致使載流子消失的反向恢復(fù)電流急劇減少而發(fā)生很大的電流變化(di/dt)。

　　2、開(kāi)關(guān)管工作時(shí)產(chǎn)生的諧波干擾

　　功率開(kāi)關(guān)管在導(dǎo)通時(shí)流過(guò)較大的脈沖電流。例如正激型、推挽型和橋式變換器的輸入電流波形在 阻性負(fù)載時(shí)近似為矩形波,其中含有豐富的高次諧波分量。當(dāng)采用零電流、零電壓開(kāi)關(guān)時(shí),這種諧 波干擾將會(huì)很小。另外,功率開(kāi)關(guān)管在截止期間,高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變,也會(huì)產(chǎn)生 尖峰干擾。

　　3、交流輸入回路產(chǎn)生的干擾

　　無(wú)工頻變壓器的開(kāi)關(guān)電源輸入端整流管在反向恢復(fù)期間會(huì)引起高頻衰減振蕩產(chǎn)生干擾。開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的尖峰干擾和諧波干擾能量，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源的輸入輸出線(xiàn)傳播出去而形成的干擾稱(chēng)之為傳導(dǎo)干擾;而諧波和寄生振蕩的能量，通過(guò)輸入輸出線(xiàn)傳播時(shí)，都會(huì)在空間產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)。這種通過(guò)電磁輻射產(chǎn)生的干擾稱(chēng)為輻射干擾。

　　4、其他原因

　　元器件的寄生參數(shù)，開(kāi)關(guān)電源的原理圖設(shè)計(jì)不夠完美，印刷線(xiàn)路板(PCB)走線(xiàn)通常采用手工布 置，具有很大的隨意性，PCB的近場(chǎng)干擾大，并且印刷板上器件的安裝、放置，以及方位的不合理都會(huì)造成EMI干擾。這增加了PCB分布參數(shù)的提取和近場(chǎng)干擾估計(jì)的難度。

　　Flyback 架構(gòu)noise 在頻譜上的反應(yīng)

　　0.15 MHz處產(chǎn)生的振蕩是開(kāi)關(guān)頻率的3次諧波引起的干擾。

　　0.2 MHz處產(chǎn)生的振蕩是開(kāi)關(guān)頻率的4次諧波和Mosfet 振蕩2(190.5KHz)基波的迭加，引起的干擾;所以這部分較強(qiáng)。

　　0.25 MHz處產(chǎn)生的振蕩是開(kāi)關(guān)頻率的5次諧波引起的干擾;

　　0.35 MHz處產(chǎn)生的振蕩是開(kāi)關(guān)頻率的7次諧波引起的干擾;

　　0.39 MHz處產(chǎn)生的振蕩是開(kāi)關(guān)頻率的8次諧波和Mosfet 振蕩2(190.5KHz)基波的迭加引起的干擾;

　　1.31MHz處產(chǎn)生的振蕩是Diode 振蕩1(1.31MHz)的基波引起的干擾;

　　3.3 MHz處產(chǎn)生的振蕩是Mosfet 振蕩1(3.3MHz)的基波引起的干擾;

　　開(kāi)關(guān)管、整流二極管的振蕩會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾

　　設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)防止EMI的措施:

　　1.把噪音電路節(jié)點(diǎn)的PCB銅箔面積最大限度地減小;如開(kāi)關(guān)管的漏極、集電極，初次級(jí)繞組的節(jié)點(diǎn)，等。

　　2.使輸入和輸出端遠(yuǎn)離噪音元件，如變壓器線(xiàn)包，變壓器磁芯，開(kāi)關(guān)管的散熱片，等等。

　　3. 使噪音元件(如未遮蔽的變壓器線(xiàn)包，未遮蔽的變壓器磁芯，和開(kāi)關(guān)管，等等)遠(yuǎn)離外殼邊緣，因?yàn)樵谡２僮飨峦鈿み吘壓芸赡芸拷饷娴慕拥鼐€(xiàn)。

　　4. 如果變壓器沒(méi)有使用電場(chǎng)屏蔽，要保持屏蔽體和散熱片遠(yuǎn)離變壓器。

　　5. 盡量減小以下電流環(huán)的面積：次級(jí)(輸出)整流器，初級(jí)開(kāi)關(guān)功率器件，柵極(基極)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路，輔助整流器。

　　6.不要將門(mén)極(基極)的驅(qū)動(dòng)返饋環(huán)路和初級(jí)開(kāi)關(guān)電路或輔助整流電路混在一起。

　　7.調(diào)整優(yōu)化阻尼電阻值，使它在開(kāi)關(guān)的死區(qū)時(shí)間里不產(chǎn)生振鈴響聲。

　　8. 防止EMI濾波電感飽和。

　　9.使拐彎節(jié)點(diǎn)和 次級(jí)電路的元件遠(yuǎn)離初級(jí)電路的屏蔽體或者開(kāi)關(guān)管的散熱片。

　　10.保持初級(jí)電路的擺動(dòng)的節(jié)點(diǎn)和元件本體遠(yuǎn)離屏蔽或者散熱片。

　　11.使高頻輸入的EMI濾波器靠近輸入電纜或者連接器端。

　　12.保持高頻輸出的EMI濾波器靠近輸出電線(xiàn)端子。

　　13. 使EMI濾波器對(duì)面的PCB板的銅箔和元件本體之間保持一定距離。

　　14.在輔助線(xiàn)圈的整流器的線(xiàn)路上放一些電阻。

　　15.在磁棒線(xiàn)圈上并聯(lián)阻尼電阻。

　　16.在輸出RF濾波器兩端并聯(lián)阻尼電阻。

　　17.在PCB設(shè)計(jì)時(shí)允許放1nF/ 500 V陶瓷電容器或者還可以是一串電阻，跨接在變壓器的初級(jí)的靜端和輔助繞組之間。

　　18.保持EMI濾波器遠(yuǎn)離功率變壓器;尤其是避免定位在繞包的端部。

　　19.在PCB面積足夠的情況下, 可在PCB上留下放屏蔽繞組用的腳位和放RC阻尼器的位置，RC阻尼器可跨接在屏蔽繞組兩端。

　　20.空間允許的話(huà)在開(kāi)關(guān)功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和門(mén)極之間放一個(gè)小徑向引線(xiàn)電容器(米勒電容， 10皮法/ 1千伏電容)。

　　21.空間允許的話(huà)放一個(gè)小的RC阻尼器在直流輸出端。

　　22. 不要把AC插座與初級(jí)開(kāi)關(guān)管的散熱片靠在一起。

　　開(kāi)關(guān)電源EMI的特點(diǎn)

　　作為工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)的能量轉(zhuǎn)換裝置，開(kāi)關(guān)電源的電壓、電流變化率很高，產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度較大;干擾源主要集中在功率開(kāi)關(guān)期間以及與之相連的散熱器和高平變壓器，相對(duì)于數(shù)字電路干擾源的位置較為清楚;開(kāi)關(guān)頻率不高(從幾十千赫和數(shù)兆赫茲)，主要的干擾形式是傳導(dǎo)干擾和近場(chǎng)干擾;而印刷線(xiàn)路板 (PCB)走線(xiàn)通常采用手工布線(xiàn)，具有更大的隨意性，這增加了PCB分布參數(shù)的提取和近場(chǎng)干擾估計(jì)的難度。

　　1MHZ以?xún)?nèi)----以差模干擾為主,增大X電容就可解決

　　1MHZ---5MHZ---差模共?；旌?采用輸入端并一系列X電容來(lái)濾除差摸干擾并分析出是哪種干擾超標(biāo)并解決;

　　5M---以上以共摸干擾為主,采用抑制共摸的方法.對(duì)于外殼接地的,在地線(xiàn)上用一個(gè)磁環(huán)繞2圈會(huì)對(duì)10MHZ以上干擾有較大的衰減(diudiu2006);對(duì)于25--30MHZ不過(guò)可以采用加大對(duì)地Y電容、在變壓器外面包銅皮、改變PCB LAYOUT、輸出線(xiàn)前面接一個(gè)雙線(xiàn)并繞的小磁環(huán),最少繞10圈、在輸出整流管兩端并RC濾波器.

　　30---50MHZ 普遍是MOS管高速開(kāi)通關(guān)斷引起,可以用增大MOS驅(qū)動(dòng)電阻,RCD緩沖電路采用1N4007慢管,VCC供電電壓用1N4007慢管來(lái)解決.

　　100---200MHZ 普遍是輸出整流管反向恢復(fù)電流引起,可以在整流管上串磁珠

　　100MHz-200MHz之間大部分出于PFC MOSFET及PFC 二極管,現(xiàn)在MOSFET及PFC二極管串磁珠有效果,水平方向基本可以解決問(wèn)題,但垂直方向就很無(wú)奈了

　　開(kāi)關(guān)電源的輻射一般只會(huì)影響到100M 以下的頻段.也可以在MOS,二極管上加相應(yīng)吸收回路,但效率會(huì)有所降低。

　　1MHZ 以?xún)?nèi)----以差模干擾為主

　　1.增大X 電容量;

　　2.添加差模電感;

　　3.小功率電源可采用PI 型濾波器處理(建議靠近變壓器的電解電容可選用較大些)。

　　1MHZ---5MHZ---差模共?；旌?，

　　采用輸入端并聯(lián)一系列X 電容來(lái)濾除差摸干擾并分析出是哪種干擾超標(biāo)并以解決，

　　1.對(duì)于差模干擾超標(biāo)可調(diào)整X 電容量,添加差模電感器，調(diào)差模電感量;

　　2.對(duì)于共模干擾超標(biāo)可添加共模電感,選用合理的電感量來(lái)抑制;

　　3.也可改變整流二極管特性來(lái)處理一對(duì)快速二極管如FR107 一對(duì)普通整流二極管1N4007。

　　5M---以上以共摸干擾為主，采用抑制共摸的方法。

　　對(duì)于外殼接地的，在地線(xiàn)上用一個(gè)磁環(huán)串繞2-3 圈會(huì)對(duì)10MHZ 以上干擾有較大的衰減作用;可選擇緊貼變壓器的鐵芯粘銅箔, 銅箔閉環(huán).處理后端輸出整流管的吸收電路和初級(jí)大電路并聯(lián)電容的大小。

　　對(duì)于20--30MHZ，

　　1.對(duì)于一類(lèi)產(chǎn)品可以采用調(diào)整對(duì)地Y2 電容量或改變Y2 電容位置;

　　2.調(diào)整一二次側(cè)間的Y1 電容位置及參數(shù)值;

　　3.在變壓器外面包銅箔;變壓器最里層加屏蔽層;調(diào)整變壓器的各繞組的排布。

　　4.改變PCB LAYOUT;

　　5.輸出線(xiàn)前面接一個(gè)雙線(xiàn)并繞的小共模電感;

　　6.在輸出整流管兩端并聯(lián)RC 濾波器且調(diào)整合理的參數(shù);

　　7.在變壓器與MOSFET 之間加BEAD CORE;

　　8.在變壓器的輸入電壓腳加一個(gè)小電容。

　　9. 可以用增大MOS 驅(qū)動(dòng)電阻.

　　30---50MHZ 普遍是MOS 管高速開(kāi)通關(guān)斷引起，

　　1.可以用增大MOS 驅(qū)動(dòng)電阻;

　　2.RCD 緩沖電路采用1N4007 慢管;

　　3.VCC 供電電壓用1N4007 慢管來(lái)解決;

　　4.或者輸出線(xiàn)前端串接一個(gè)雙線(xiàn)并繞的小共模電感;

　　5.在MOSFET 的D-S 腳并聯(lián)一個(gè)小吸收電路;

　　6.在變壓器與MOSFET 之間加BEAD CORE;

　　7.在變壓器的輸入電壓腳加一個(gè)小電容;

　　8.PCB 心LAYOUT 時(shí)大電解電容，變壓器，MOS 構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的小;

　　9.變壓器，輸出二極管，輸出平波電解電容構(gòu)成的電路環(huán)盡可能的小。

　　50---100MHZ 普遍是輸出整流管反向恢復(fù)電流引起，

　　1.可以在整流管上串磁珠;

　　2.調(diào)整輸出整流管的吸收電路參數(shù);

　　3.可改變一二次側(cè)跨接Y電容支路的阻抗,如PIN腳處加BEAD CORE或串接適當(dāng)?shù)碾娮?

　　4.也可改變MOSFET，輸出整流二極管的本體向空間的輻射(如鐵夾卡MOSFET; 鐵夾卡DIODE，改變散熱器的接地點(diǎn))。

　　5.增加屏蔽銅箔抑制向空間輻射.

　　200MHZ 以上 開(kāi)關(guān)電源已基本輻射量很小，一般可過(guò)EMI 標(biāo)準(zhǔn)。