針對(duì)高頻開(kāi)關(guān)電源電磁騷擾的電磁兼容設(shè)計(jì)
（1）開(kāi)關(guān)電源入口加電源濾波器，抑制開(kāi)關(guān)電源所產(chǎn)生的高次諧波。
（2）輸入輸出電源線上加鐵氧體磁環(huán)，一方面抑制電源線內(nèi)的高頻共模，另一方面減小通過(guò)電源線輻射的騷擾能量。
（3）電源線盡可能靠近地線，以減小差模輻射的環(huán)路面積；把輸入交流電源線和輸出直流電源線分開(kāi)走線，減小輸入輸出間的電磁耦合；信號(hào)線遠(yuǎn)離電源線，靠近地線走線，并且走線不要過(guò)長(zhǎng)，以減小回路的環(huán)面積；PCB板上的線條寬度不能突變，拐角采用圓弧過(guò)渡，盡量不采用直角或尖角。
（4）對(duì)芯片和MOS開(kāi)關(guān)管安裝去耦電容，其位置盡可能地靠近并聯(lián)在器件的電源和接地管腳。
（5）由于接地導(dǎo)線存在Ldi/dt，PCB板和機(jī)殼間接地采用銅柱連接，對(duì)不適合用銅柱連接的采用較粗的導(dǎo)線，并就近接地。
（6）在開(kāi)關(guān)管以及輸出整流二極管兩端加RC吸收電路，吸收浪涌電壓。
高頻開(kāi)關(guān)電源電磁騷擾測(cè)試曲線
在3m法電波暗室對(duì)試驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試，其L、N線的傳導(dǎo)騷擾檢測(cè)曲線如圖2、3所示，輻射騷擾的垂直極化掃描曲線如圖4、5所示。
根據(jù)鐵路客運(yùn)專線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，傳導(dǎo)騷擾限值和輻射騷擾限值如表1、2所示。
本開(kāi)關(guān)電源 通過(guò)了傳導(dǎo)騷擾的測(cè)試，測(cè)試波形如圖2、3所示。輻射騷擾高頻段230～1000MHz也測(cè)試合格，如圖5所示。只是在30～200MHz頻段范圍內(nèi)的垂直極化指標(biāo)超標(biāo)， 超標(biāo)20dB，如圖4所示。
由測(cè)試結(jié)果可以看出，通過(guò)電磁兼容設(shè)計(jì)在傳導(dǎo)騷擾抑制方面取得了良好效果，在高頻段輻射騷擾的設(shè)計(jì)也達(dá)到了預(yù)期效果，下面還需對(duì)在30～200MHz頻段范圍內(nèi)的輻射騷擾進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。
由圖4可以看出，本開(kāi)關(guān)電源存在輻射騷擾超標(biāo)的現(xiàn)象，為了抑制電磁騷擾而使用鐵氧體元件，價(jià)格便宜，效果明顯。
鐵氧體元件等效電路是電感L和電阻R組成的串聯(lián)電路，L和R都是頻率的函數(shù)。低頻時(shí)，R很小，L起主要作用，電磁騷擾被反射而受到抑制；高頻時(shí)，R增大，電磁騷擾被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能，使高頻騷擾大大衰減。不同的鐵氧體抑制元件，有不同的 抑制頻率范圍?？傊x擇和安裝鐵氧體元件可參照如下幾條：
（1）鐵氧體的體積越大，抑制效果越好；
（2）在體積一定時(shí)，長(zhǎng)而細(xì)的形狀比短而粗的抑制效果好；
（3）內(nèi)徑越小抑制效果也越好；
（4）橫截面越大，越不易飽和；
（5）磁導(dǎo)率越高，抑制的頻率就越低；
（6）鐵氧體抑制元件應(yīng)當(dāng)安裝在靠近騷擾源的地方；
（7）在輸入、輸出導(dǎo)線上安裝時(shí)，應(yīng)盡量靠近屏蔽殼的進(jìn)、出口處。
根據(jù)上面對(duì)高頻開(kāi)關(guān)電源騷擾源和鐵氧體元件的分析，決定在靠近騷擾源的地方套磁珠與磁環(huán)。
圖1a中電容C1的接地端套鐵氧體磁珠（φ3.5×φ1.3×3.5），圖1b中整流二極管D1和D2使用肖特基二極管，其陽(yáng)極套鐵氧體磁珠（φ3.5×φ1.3×3.5），直流輸出線纜用鐵氧體磁環(huán)（φ13.5×φ7.5×7）繞兩圈且靠近出口處。經(jīng)過(guò)處理后重新測(cè)試，其掃描曲線如圖6所示。
由此可見(jiàn)，大部分頻段的輻射騷擾已被抑制到標(biāo)準(zhǔn)要求以下，但在頻率81、138、165kHz附近處仍然超標(biāo)。
根據(jù)對(duì)開(kāi)關(guān)電源電磁騷擾源的分析可知，在圖1b電路中高頻變壓器T1也是一個(gè)騷擾源。為了阻止高頻變壓器產(chǎn)生的騷擾信號(hào)以輻射方式發(fā)射，把變壓器的外殼用屏蔽材料銅箔環(huán)繞一圈構(gòu)成一回路加以屏蔽，以切斷變壓器通過(guò)空間耦合形成的輻射騷擾傳播途徑。
并且為了減少因變壓器側(cè)開(kāi)通時(shí)電流瞬間突變產(chǎn)生的di／dt騷擾，在變壓器T1的 側(cè)串進(jìn)1個(gè)電感，以減小器件的開(kāi)通損耗，降低輻射騷擾信號(hào)。經(jīng)過(guò)整改后，輻射騷擾大大下降，再次對(duì)本電源輻射騷擾進(jìn)行測(cè)試，完全達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，其測(cè)試結(jié)果如圖7所示。
隨著高頻開(kāi)關(guān)電源等電子產(chǎn)品電磁兼容重要性的凸現(xiàn)，我們應(yīng)該在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期階段，同時(shí)進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)，此時(shí)結(jié)構(gòu)和電路方案尚未定型，可選用的方法較多。
如果等到生產(chǎn)階段再去解決，不但給技術(shù)和工藝上帶來(lái)很大難度，而且會(huì)造成人力、財(cái)力和時(shí)間的極大浪費(fèi)。所以，要走出設(shè)計(jì)修改法的誤區(qū)，正確運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)法。
與EMI相關(guān)的因素多且復(fù)雜，僅做到上述的幾點(diǎn)措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還有接地技術(shù)、PCB布局走線等都很重要。電磁兼容的設(shè)計(jì)任重而道遠(yuǎn)，我們要不斷進(jìn)行研究探索，使我國(guó)的電子產(chǎn)品電磁兼容水平與國(guó)際同步。
