降低电源模块EMI的方案分析

随着电路集成化、模块化，电路分析和设计可以说成是系统的分析和设计，EMI方案研究会对今后的电子产品性能提高有显著影响。电子产品的日益普及，以及对电磁危害的逐渐认识，减小电磁干扰EMI已经成为了目前电子科学界的重要课题。下面分析下如何降低电源模块EMI。

模块电源产品通常设计用于通过国际无线电干扰特别委员会或CISPR和联邦通信委员会（FCC）标准。CISPR标准通常仅涉及电磁兼容性（EMC）发射测试方法和限制。一般电源模块都具有五面屏蔽，有效地包含相邻组件的辐射发射。但是面向印刷电路板（PC）的第六侧未被屏蔽，建议将接地平面放置在转换器下方并连接到壳体上，可以控制转换器发出EMI。

如：电源模块采用金属屏蔽结构，厂家可以提供CE和RE数据表曲线，基极电镀转换器可提供更好的近场B场辐射保护。在大多数频率下，基座电镀转换器比开放式框架设计安静约10 dB/μM。

降低EMI解决方案分析：

稳压器，通过源头衰减传导和辐射能量，让电源设计人员高枕无忧。最小化CE的另一种方法是使模块的电压路径相邻并相互平行，对称性始终是CE和EMI降低的良好形式，其下方有一个接地层，多条路径也可以堆叠在一起。这类似于以双绞线配置运行两条线，最适合消除共模噪声。避免电路路径在大环路中运行，这将充当天线。保持靠近电源导线，这将最大限度地减少环路面积并保持RE下降。

也可能需要外部输入或输出滤波器。如果是这样，那么需要避免滤波器的杂散电感和电容产生的不良影响，不然可能会导致整个电源系统的不稳定或性能下降。

DC/DC电源模块的输入是低频时的恒定功率。随着电压降低，电流增加，这将在输入源处呈现负阻抗。当输入滤波器的阻抗和功率模块阻抗的组合变为负时，转换器将振荡，从而导致不匹配。防止这种情况的一种方法是确保滤波器的输出阻抗远小于所有频率下功率模块的输入阻抗。

滤波器的谐振频率显示为ωf，其峰值与滤波器阻尼比成正比。因此，如果其最大阻抗接近功率模块阻抗，则欠阻尼滤波器最有可能引起振荡。转换器输出滤波器的谐振频率显示为ωo，任何外部输出滤波器都会改变这一点。稳健而稳定的设计组合将是设计滤波器，使其峰值输出阻抗（滤波器的谐振频率）比功率模块输入阻抗（功率的谐振频率）下降低十倍或更多模块的输出滤波器与任何外部输出滤波器相结合。

X电容器连接在线路相位之间，可有效抵抗对称干扰（差分模式）。Y电容器是EMI电容器，它们从输入电源馈送到机壳接地，可有效抵抗非对称干扰（共模）。有时它们也从每个转换器的电源输出端子连接到底盘接地。

同步电源模块的好处是可以消除两个或多个设备在彼此接近的频率下工作所产生的拍频。如果我们能够以相同的频率运行多个电源模块，则产生的任何EMC辐射都将具有相似的频谱密度，从而更容易滤除该特定频率。当然，模块电源必须有一个SYNCH引脚才能应用外部频率。某些模块可以访问内部振荡器，然后该振荡器可用于驱动主/从配置中的其他模块的SYNCH引脚。

有时将电源模块或其他磁性元件旋转90°（如变压器和电感器），可以改善电源设计的EMI性能。即使是微妙的设计变化也会导致电源的EMI高于必要的EMI，设计人员需要了解噪声源自何处，以及如何将噪声降低到可接受的范围。