电源模块厂家教你如何抑制电磁干扰

一直以来，如何抑制开关电源模块的电磁干扰都是工程师在设计中困扰的问题。这不仅关系到其本身的可靠性，同时会影响到整个系统的安全和稳定性。

骚扰源、敏感设备与耦合途径并称电磁干扰三要素，对于开关电源模块来说，噪声的产生在于电流或电压的急剧变化，即di/dt或dv/dt很大，因此高功率和高频率运作的器件都是EMI噪声的来源。

解决方法都是想法设法的将干扰三要素中的一个去掉，如屏蔽骚扰源、隔离敏感设备或切断耦合途径。因为无法让电磁干扰不产生，只能用一定的方法去减少其对系统的干扰，下面分析下常见的6个主要来源和抑制措施。

1、外界干扰的耦合

输入端是电源的入口处，内部的噪声也可由此处传播到外部，对外界造成干扰。常用抑制措施是在输入加X和Y电容、差模和共模电感对噪声和干扰进行过滤。

输出端如果是有长引线的情况，电源模块跟系统搭配后，内部一些噪声干扰可能会由输出线而耦合到外界，干扰到其它用电设备。一般是加共模和差模滤波，还可以在输出线串套磁珠环、采用双绞线或屏蔽线，实现抑制EMI干扰。

2、开关管

电源模块由于开关管结电容的存在，在工作时，开关管在快速开关后会产生毛刺和尖峰，开关管的结电容和变压器的绕组漏感也有可能产生谐振而发出干扰。

常用的方法有：

1.开关管D和G极串加磁珠环，减小开关管的电流变化率，从而实现减小尖峰；

2.在开关管处加缓冲电路或采用软开关技术，减小开关管在快速工作时的尖峰，使其电压或电流能缓慢上升；

3.减小开关管与周边组件的压差，开关管结电容可充电的程度会得到一定的降低；

4.增大开关管的G极驱动电阻。

3、变压器

变压器是电源模块的储能组件，在能量的充放过程中，可能会产生噪声干扰。漏感可以与电路中的分布电容组成振荡回路，使电路产生高频振荡并向外辐射电磁能量，从而造成电磁干扰。一次绕组与二次绕组之间的电位差也会产生高频变化，通过寄生电容的耦合，从而产生了在一次侧与二次侧之间流动的共模传导EMI电流干扰。

常用的抑制方法有：

1.变压器加屏蔽，电屏蔽是指将初级来的干扰信号与次级隔离开来。可在初、次级之间包一层铜箔（内屏蔽），但头尾不能短路，铜箔要接地，共模传导干涉信号通过电容-铜箔-接地形成回路，不能进入次级绕组从而起到电屏蔽的作用。

磁屏蔽是在变压器外部线包包首尾相连的铜箔（外屏蔽）。铜箔是良导体，高频交变漏磁通穿过铜箔的时候会产生涡流，而涡流产生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反，部分漏磁通就可以被抵消。

2.采用三明治绕法，可以减少初级耦合至变压器磁芯的高频干扰。由于初级远离磁芯，次级电压低，故引起的高频干扰小。

3.降低工作频率，减缓能量的快速充放。

4.一次侧和二次侧的可靠隔离，一次侧和二次侧之间的地接Y电容。

5.尽量减小变压器的漏感，改进电路的分布参数，能在一定程度减小干扰。

4、二极管

二极管在快速截止与导通的过程中会有尖峰的产生，特别是整流二极管，其在反向恢复过程中，电路的寄生电感、电容会发生高频振荡，产生电磁干扰。

常用的抑制干扰方式有加RC吸收电路，让二极管的能量能平缓的泄放，或者在其阴极管脚套一个磁珠环，使其电流不可突变以减小尖峰。

5、储能电感

常用的抑制干扰方式有加以屏蔽或调整其参数，避免与回路的电容产生振荡。

6、PCB的布局与走线

PCB是上述干扰源的耦合通道，PCB的优劣直接对应着对上述EMI源抑制的好坏。同时其板上器件的布局和布线不合理都会造成干扰。

布局布线需要注意以下几点：

1.减少干扰最有效的方法就是减小各个电流回路的面积（磁场干扰）和带电导体的面积及长度（电场干扰）。

2.电路中不相同的地线特别是模拟地和数字地要分开。

3.PCB的电源线和地线要尽可能宽，以减小线阻抗，从而减小公共阻抗引起的干扰噪声。

4.对于传输信号的线路一定要考虑阻抗匹配。