開關(guān)電源基礎(chǔ) 理解EMI 電磁干擾

BOSHIDA電源模塊 開關(guān)電源基礎(chǔ) 理解EMI 電磁干擾

能量輻射的問題通常被認(rèn)為是相當(dāng)復(fù)雜的，但是導(dǎo)致和消除EMI的基本原理是相對簡單的。從根本上說，只需要認(rèn)識到由于電流和電壓的快速變化會產(chǎn)生場，這些場可以是磁場或電場。
磁場會將導(dǎo)體中的變化電流耦合到其他地方而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，原理是
e=M*di/dt
其中M是源和受體之間的互感。
類似地，電場將表面上變化的電壓耦合到導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，原理是
i=C*dv/dt
其中C是將源耦合到受體的電容量。這些方程告訴我們，在導(dǎo)體中電流迅速變化時(shí)，將在其他地方產(chǎn)生感應(yīng)電壓。在一個(gè)表面電壓快速變化的地方，也會因寄生電容引起另一路徑上的電流。
需要注意的是，在上述兩個(gè)噪聲定義的方程中，關(guān)鍵因素是電壓或電流的變化率。對于開關(guān)電源電路，我們實(shí)際上處理的是快速變換的波形(如開關(guān)管波形、二極管電壓電流波形等)，而這些是高頻諧波的來源，高頻諧波反過來又成為大多數(shù)EMI問題的根源。所以，降低所產(chǎn)生的EMI最顯著的方法是減慢開關(guān)轉(zhuǎn)換的速度，但要明白，這可能是一個(gè)折中，因?yàn)闇p慢速度帶來的就是開關(guān)損耗的增加。電源設(shè)計(jì)總是在這兩種性能之間取平衡。
請記住，電磁干擾是一種低能量干擾現(xiàn)象，它只需要極少的能量就能擾亂系統(tǒng)工作，降低系統(tǒng)性能。噪聲限值是用 dBμV 來表示的。例如，1MHz處的噪聲限值為46dBuV，換算成電壓僅200μV，50Ω的阻抗時(shí)，對應(yīng)感應(yīng)噪聲電流的限值僅為4uA。因此，在實(shí)際情況中，我們經(jīng)常假定某些噪聲源太小而不予以考慮，這就很容易陷入誤區(qū)。

審核編輯黃宇