開關(guān)電源的EMI（電磁干擾）輻射抑制需從干擾源、傳播路徑和敏感設(shè)備三方面綜合治理，結(jié)合硬件設(shè)計(jì)、布局優(yōu)化和軟件控制等手段。以下是常見抑制方法及其原理和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)：
一、干擾源抑制：降低輻射能量
1.緩沖電路（Snubber Circuit）
原理：通過吸收開關(guān)管關(guān)斷時(shí)的電壓尖峰和振蕩能量，減少高頻諧波輻射。
實(shí)現(xiàn)：
RCD緩沖電路：在開關(guān)管漏極（MOSFET）與源極間并聯(lián)電阻（R）、電容（C）和二極管（D），吸收漏感能量。例如，反激式電源中，RCD電路可將關(guān)斷電壓尖峰從300V降至200V以下，降低30MHz-50MHz頻段輻射能量10dBμV/m以上。
RC緩沖電路：適用于低功率場景，通過RC串聯(lián)吸收振蕩能量，但需注意電阻功耗。
優(yōu)化點(diǎn)：緩沖電路參數(shù)需根據(jù)開關(guān)頻率、漏感值和電壓應(yīng)力精確計(jì)算，避免過緩沖導(dǎo)致效率下降。
2.軟開關(guān)技術(shù)
原理：通過諧振或準(zhǔn)諧振實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開通（ZVS）或零電流關(guān)斷（ZCS），減少dv/dt和di/dt，降低高頻輻射。
實(shí)現(xiàn)：
LLC諧振變換器：利用諧振槽（Lr、Cr、Lm）實(shí)現(xiàn)ZVS，開關(guān)管電壓應(yīng)力低，輻射能量較硬開關(guān)減少20dBμV/m以上。
準(zhǔn)諧振反激（QR Flyback）：通過檢測開關(guān)管谷底電壓開通，降低開通損耗和輻射。
適用場景：高頻、高功率密度電源（如適配器、充電器）。
3.變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)
原理：減少變壓器漏感和分布電容，抑制寄生振蕩。
實(shí)現(xiàn)：
三明治繞法：將初級(jí)繞組夾在次級(jí)繞組之間，降低漏感（可減少50%以上）。
屏蔽層設(shè)計(jì)：在初次級(jí)間增加銅箔屏蔽層，并單端接地，減少分布電容（Cps降低30%-50%）。
磁芯材料選擇：選用低損耗、高磁導(dǎo)率材料（如PC40、PC95），減少高頻渦流損耗。
效果：優(yōu)化后變壓器輻射能量在30MHz-50MHz頻段可降低15dBμV/m。
二、傳播路徑抑制：阻斷干擾傳輸
1.濾波電路設(shè)計(jì)
輸入濾波器：
共模電感（CM Choke）：抑制共模噪聲（如開關(guān)管與散熱器間的寄生電容耦合）。例如，選用磁芯材料為鐵氧體（如Mn-Zn）的共模電感，感量10mH-50mH，可衰減30MHz以上共模噪聲20dB-40dB。
X電容：跨接在輸入線間，抑制差模噪聲（如整流橋二極管恢復(fù)電流）。容量通常為0.1μF-10μF，耐壓400V以上。
輸出濾波器：
π型濾波器：由電感（L）和電容（C）組成，抑制輸出紋波和輻射。例如，L=10μH、C=100μF的π型濾波器可衰減100kHz-1MHz噪聲30dB以上。
2.PCB布局優(yōu)化
關(guān)鍵原則：
縮短高頻環(huán)路面積：將開關(guān)管、變壓器和輸出整流管構(gòu)成的最小環(huán)路面積控制在1cm²以內(nèi)，減少輻射效率。
隔離敏感信號(hào)：將控制電路（如PWM芯片）與功率電路（如開關(guān)管）隔離，避免耦合干擾。
單點(diǎn)接地：模擬地與功率地分開，最終在電源入口處單點(diǎn)連接，減少地環(huán)路干擾。
實(shí)例：某反激電源通過優(yōu)化PCB布局，將30MHz輻射能量從60dBμV/m降至45dBμV/m。
3.屏蔽與接地
金屬屏蔽罩：將電源模塊整體屏蔽，屏蔽罩接地后，可衰減外部輻射干擾20dB-30dB。
散熱器接地：將開關(guān)管散熱器通過電容（如10nF）接地，釋放寄生電容耦合的噪聲，降低輻射能量10dBμV/m以上。
三、敏感設(shè)備保護(hù)：提高抗干擾能力
1.展頻技術(shù)（SSG）
原理：通過調(diào)制開關(guān)頻率，將集中頻點(diǎn)的能量分散到寬帶范圍內(nèi)，降低峰值輻射。
實(shí)現(xiàn)：在PWM芯片中集成SSG模塊，頻率調(diào)制范圍±5%，可降低30MHz-50MHz頻段峰值輻射10dBμV/m以上。
適用場景：對EMI要求嚴(yán)格的消費(fèi)電子（如手機(jī)充電器）。
2.數(shù)字濾波算法
原理：在控制芯片中通過軟件算法（如移動(dòng)平均、IIR濾波）濾除采樣信號(hào)中的高頻噪聲，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
實(shí)現(xiàn)：例如，在數(shù)字電源中采用FIR濾波器，對電流采樣信號(hào)進(jìn)行低通濾波，截止頻率設(shè)為開關(guān)頻率的1/5，可有效抑制高頻干擾。
四、綜合抑制案例
以某24V/5A反激電源為例，原設(shè)計(jì)在30MHz-50MHz頻段輻射超標(biāo)15dBμV/m。通過以下措施綜合抑制：
1.變壓器優(yōu)化：采用三明治繞法+屏蔽層，漏感從5μH降至2μH，Cps從10pF降至5pF。
2.緩沖電路：增加RCD緩沖（R=10kΩ、C=1nF、D=1N4148），關(guān)斷電壓尖峰從300V降至220V。
3.濾波電路：輸入端增加共模電感（10mH）+X電容（1μF），輸出端增加π型濾波器（L=10μH、C=100μF）。
4.PCB優(yōu)化：縮短開關(guān)管-變壓器-整流管環(huán)路面積至0.8cm²，單點(diǎn)接地。
效果：輻射能量在30MHz-50MHz頻段從75dBμV/m降至50dBμV/m，滿足CISPR 22 Class B標(biāo)準(zhǔn)。
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