開關電源設計中減小EMI的方法
2020-12-08 電子產品世界
先簡單介紹一下下EMI：
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/190515.htmEMI翻譯成中文就是電磁幹擾。其實所有的電器設備，都會有電磁幹擾。只不過嚴重程度各有不同。
電磁幹擾會影響各種電器設備的正常工作，會干擾通信數據的正常傳遞，雖然對人體的傷害尚無定論，但是普遍認為對人體不利。
所以很多國家和地區對電器的電磁幹擾程度有嚴格的規定。當然電源也不例外的，所以我們有理由好好了解EMI以及其抑制方法。
下面結合一些專家的文獻來描述EMI.
首先EMI 有三個基本面
就是
噪音源：發射幹擾的源頭。 耦合途徑：傳播幹擾的載體。 接收器：被幹擾的對象。
缺少一樣，電磁幹擾就不成立了。所以，降低電磁幹擾的危害，也有三種辦法：
1. 從源頭抑制幹擾。
2.切斷傳播途徑
3.增強抵抗力，這個就是所謂的EMC(電磁兼容)
先解釋幾個名詞：
傳導幹擾：也就是噪音通過導線傳遞的方式。
輻射幹擾：也就是噪音通過空間輻射的方式傳遞。
差模幹擾：由於電路中的自身電勢差，電流所產成的幹擾，比如火線和零線，正極和負極。
共模幹擾：由於電路和大地之間的電勢差，電流所產生的幹擾。
通常我們去實驗室測試的項目：
傳導發射：測試你的電源通過傳導發射出去的幹擾是否合格。
輻射發射：測試你的電源通過輻射發射出去的幹擾是否合格。
傳導抗擾：在具有傳導幹擾的環境中，你的電源能否正常工作。
輻射抗擾：在具有輻射幹擾的環境中，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。
所以在測試幹擾的時候，需要測試各種頻率下的噪音強度。
那麼在開關電源中，這些噪音的來源是什麼呢?
開關電源中，由於開關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。那麼那些變化的電流和電壓，就是噪音的真正源頭。
那麼有人可能會問，我的開關頻率是100KHz的，但是為什麼測試出來的噪音，從幾百K到幾百M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，都能分解出高次諧波。
那麼如果同樣的方波，但是上升下降時間不同，會怎樣呢。
同樣是100KHz的方波
紅色：上升下降時間都為100ns
綠色：上升下降時間都為500ns
可以看到紅色的高次諧波明顯大於綠色。
我們繼續分析下面兩種波形，
A: 有嚴重高頻震蕩的方波， 比如MOS，二極體上的電壓波形。
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：
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