電磁兼容領(lǐng)域，每個(gè)人都必須熟悉電源模塊，而EMC性能作為電源模塊的重要指標(biāo)，你知道如何深入了解各種電源模塊的EMC性能嗎？在應(yīng)用中，如何提高模塊的EMC保護(hù)能力？這篇文章將為你解答。

眾所周知，EMC是指電磁兼容性測(cè)試，指設(shè)備產(chǎn)生的電磁能量既不干擾其他設(shè)備，也不干擾其他設(shè)備的電磁能量。隔離電源模塊的EMC測(cè)試包括EMI測(cè)試和EMS測(cè)試，那么如何保證電源模塊的EMC性能呢？這篇文章將為大家揭曉。

每個(gè)人都必須熟悉電源模塊，而EMC性能作為電源模塊的重要指標(biāo)，你知道如何深入了解各種電源模塊的EMC性能嗎？在應(yīng)用中，如何提高模塊的EMC保護(hù)能力？這篇文章將為你解答。眾所周知，EMC是指電磁兼容性測(cè)試，指設(shè)備產(chǎn)生的電磁能量既不干擾其他設(shè)備，也不干擾其他設(shè)備的電磁能量。隔離電源模塊的EMC測(cè)試包括EMI測(cè)試和EMS測(cè)試，那么如何保證電源模塊的EMC性能呢？這篇文章將為大家揭曉。

一、EMC介紹

EMI電磁干擾是指被測(cè)設(shè)備干擾周圍設(shè)備的能力，主要包括傳導(dǎo)騷擾CE和輻射騷擾RE。電源模塊EMS電磁干擾是指根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16821-2007《通信電源設(shè)備通用試驗(yàn)方法》規(guī)定的電源模塊試驗(yàn)主要包括群脈沖抗干擾(EFT)、浪涌抗干擾(SURGE)、靜電放電抗干擾、輻射抗干擾等。

EMC的生產(chǎn)必須具備三個(gè)要素：干擾源、傳輸介質(zhì)和敏感設(shè)備，如下圖1所示。如果三者中沒有一個(gè)不能構(gòu)成EMC問題，則電源模塊的設(shè)計(jì)只能通過整改其中一個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)EMC保護(hù)，例如根除干擾源，改進(jìn)傳輸介質(zhì)，避免干擾傳輸或?qū)⒚舾性O(shè)備遠(yuǎn)離干擾源。

圖1.EMC三要素

二、EMC干擾防護(hù)-器件

電源模塊組件的選擇將直接影響模塊的整體性能。接下來，我們將介紹電源芯片、高頻變壓器、現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管和共模電感，如下所示。

場(chǎng)效應(yīng)管:注意兩個(gè)參數(shù):導(dǎo)電電阻和低柵極電荷，即影響模塊的EMC性能和整體效率，所以要做好兩者的平衡；

高頻變壓器：應(yīng)確保直流損耗低，交流損耗低，泄漏感小，繞組之間需要良好的繞組布局，使開關(guān)電源工作時(shí)泄漏峰值盡可能??；

濾波電容器：應(yīng)用于輸入端濾波器；應(yīng)用于輸出端吸收開關(guān)頻率和高諧波電流組件。需求趨勢(shì)為小、大容量、高頻、低阻抗、高壓阻；

共模電感：與其它無源器件一樣，注意其電氣參數(shù)，如額定電壓、額定電流、電感、漏感等。

壓敏電阻：要求最大DC工作電壓大于電源和信號(hào)線DC工作電壓。

三、EMC干擾防護(hù)-電路設(shè)計(jì)

高功率密度和高轉(zhuǎn)換效率的電源模塊通常是開關(guān)電源。當(dāng)開關(guān)管打開和關(guān)閉時(shí)，電壓和電流將被切斷，導(dǎo)致大瞬態(tài)變化(di/dt、dv/dt)。因此，無論電源模塊使用何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，只要打開和關(guān)閉電源，都會(huì)產(chǎn)生一定程度的EMC干擾，如圖2所示。

圖2.開關(guān)電源常見拓?fù)浜蛿夭?/p>

通過優(yōu)化自身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和規(guī)范PCB設(shè)計(jì)，可以提高電源模塊的EMC性能：

1.在電路設(shè)計(jì)中，保護(hù)裝置應(yīng)放置在離產(chǎn)品靜電導(dǎo)入口最近的地方，原則是先保護(hù)后濾波；

2.在拓?fù)湓O(shè)計(jì)中，選擇連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)的拓?fù)洌鏐oost、全橋、推挽等拓?fù)洌?/p>

3.在電路保護(hù)方面，建議在開關(guān)管上加入RC吸收電路和RCD吸收電路，并將其放置在開關(guān)管附近，以降低峰值電壓。π型濾波器和全波整流電路等濾波器電路應(yīng)用于EMC傳輸電路。詳見圖3；

4.在PCB設(shè)計(jì)中，盡量鋪設(shè)大面積的地面，盡量減少對(duì)地面的劃分，減少回路面積，從而減少干擾。避免大面積隔離銅區(qū)，由于電磁等原因，大面積隔離銅區(qū)會(huì)影響模塊的可靠性；減少接線長度，從而減少動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)處的電感，避免強(qiáng)電磁場(chǎng)。

圖3.EMC優(yōu)化拓?fù)潆娫茨K

四、EMC干擾防護(hù)-外圍保護(hù)

作為一種模塊產(chǎn)品，電源模塊對(duì)體積的要求很高。如果僅依靠電源模塊的內(nèi)部設(shè)計(jì)來滿足要求，產(chǎn)品的體積將非常大，成本將非常昂貴。由于吸收EMS的電子元件體積大，高級(jí)EMC干擾保護(hù)只能通過外圍電路設(shè)計(jì)滿足系統(tǒng)的EMS要求。

根據(jù)GB/T16821-2007國家標(biāo)準(zhǔn)《通信電源設(shè)備通用試驗(yàn)方法》，傳導(dǎo)騷擾(CE)的波形一般分為低頻(150KHz~0.5MHz)、中頻(0.5MHz~5MHz)和高頻(5MHz~30MHz)三種成分。不同的情況需要不同的外圍電路來解決。

低頻：屬于差模騷擾，采用差模濾波電路解決；

中頻：由共模濾波電路和差模濾波電路共同解決的差模和共模騷擾；

高頻：屬于共模騷擾，采用差模濾波電路解決。

共模和差模干擾常同時(shí)存在于電源線中，因此電源EMI濾波器由共模濾波電路和差模濾波電路組成，如圖5所示。

圖4.EMC外圍推薦電路電源模塊

五、EMC干擾保護(hù)-優(yōu)質(zhì)電源模塊

電磁兼容的設(shè)計(jì)日益重要，對(duì)于獨(dú)立構(gòu)建的電源模塊，不僅研發(fā)周期長，生產(chǎn)成本高，而且難以保證產(chǎn)品的一致性和可靠性。此時(shí)，可選擇高質(zhì)量的電源模塊進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。