在著手應(yīng)對電磁干擾（EMI）挑戰(zhàn)之前

需要掌握哪些關(guān)鍵知識？

有效排查 EMI 故障需要扎實的實踐經(jīng)驗。電磁兼容（EMC）領(lǐng)域并非所謂的“玄學(xué)領(lǐng)域”。有些問題可以借助相關(guān)書籍解決，而有些問題則需要對實際物理系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)調(diào)試。掌握以下四個方面的背景知識，能最大限度地減少測試中的失誤，為用戶節(jié)省大量時間。這些知識包括：

電磁兼容（EMC）基礎(chǔ)知識（建議閱讀兩本相關(guān)著作）；

電氣噪聲的兩大主要部分：差模噪聲與共模噪聲的區(qū)分；

線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）是什么及其在 EMI 測量中的重要性；

EMI濾波器設(shè)計。學(xué)術(shù)背景固然重要，但工業(yè)級專業(yè)培訓(xùn)課程更有效。如果使用的開關(guān)頻率在常規(guī)范圍內(nèi)（如 50kHz 至 200kHz），設(shè)計 EMI 濾波器似乎很容易，然而，當(dāng)開關(guān)頻率較高時（如Vicor 模塊可達(dá) MHz 級），設(shè)計人員可能會面臨元器件的物理極限和其他復(fù)雜問題，這使得元器件選型的難度超過預(yù)期。

每個電源設(shè)計師遲早都會發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計的最后階段，最可能導(dǎo)致返工的三大難題往往是：熱管理問題、安全相關(guān)問題或頑固的電磁干擾（EMI）問題。其中，EMI 問題最難預(yù)測，因為它像一個名副其實的“氣球”。如果我們試圖“壓制”一個頻段的發(fā)射頻譜，它就會在另一個頻段“鼓出”。因此，常常發(fā)生這樣的情況，當(dāng)傳導(dǎo)發(fā)射達(dá)標(biāo)時，輻射發(fā)射可能又超出限值，反之亦然。電源系統(tǒng)中的 EMI 整改極具挑戰(zhàn)性，部分原因在于大量雜散的寄生參數(shù)會發(fā)揮作用，它們相互影響、競相作用。因此，難以完全避免實驗室調(diào)試。電磁領(lǐng)域的規(guī)則就是：所有電氣設(shè)備需彼此友好共存，成為“好鄰居”——既不會對其他設(shè)備造成過多干擾，也不會對其他設(shè)備的干擾過于敏感。

傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射過高的主要危害是什么？

電磁兼容（EMC）可分為四個領(lǐng)域：傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射、傳導(dǎo)抗擾度和輻射抗擾度。

開關(guān)電源（SMPS）最容易出問題的就是前兩個領(lǐng)域：傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射。在這種情況下，EMI 過高的主要危害可概括如下：電磁干擾（EMI）、元器件應(yīng)力、合規(guī)性問題、射頻干擾（RFI）、信號失真和效率降低?？刂苽鲗?dǎo)和輻射 EMI 的主要目的是防止一個電氣系統(tǒng)的發(fā)射干擾第二個或第三個系統(tǒng)。對此，消費者最直觀的感受就是 EMI 干擾車載娛樂系統(tǒng)的無線電信號，導(dǎo)致音質(zhì)變差或信號丟失。從操作方面看，過量的 EMI 可能降低車內(nèi)所用數(shù)據(jù)信號的質(zhì)量，甚至導(dǎo)致車輛無法讀取所有必要的數(shù)據(jù)，從而無法滿足排放和安全合規(guī)要求。

解決 EMI 問題的傳統(tǒng)方法及其各自的權(quán)衡取舍有哪些？

解決 EMI 問題的主要傳統(tǒng)方法及其各自的權(quán)衡取舍包括：輸入輸出濾波器、屏蔽、接地技術(shù)、緩沖電路、擴頻技術(shù)和軟開關(guān)。在這些方法中，確保良好的接地路徑以及功率級拓?fù)涞倪x擇和控制至關(guān)重要。如果功率級采用硬開關(guān)，產(chǎn)生的高水平 EMI 和開關(guān)損耗會使得實現(xiàn) MHz 級的高開關(guān)頻率變得極其困難，甚至幾乎不可能。此外，如果接地處理不當(dāng)，設(shè)計人員在測試中僅靠濾波器無法有效解決 EMI 問題。因此，良好的布局設(shè)計往往比濾波器設(shè)計更為關(guān)鍵。這也解釋了為何部門間的緊密合作對整個開關(guān)電源（SMPS）的開發(fā)和量產(chǎn)至關(guān)重要。

在 EMI 深度檢測中，哪個元器件被視為被測設(shè)備（DUT）？

要準(zhǔn)確理解這一點，首先要了解一下被測設(shè)備（DUT）。NBM9280是一款可貼片安裝、非穩(wěn)壓、非隔離、雙向、高效 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，之所以選擇它，是因為其具有超高開關(guān)頻率及車規(guī)級認(rèn)證。它的峰值效率達(dá) 99%，主要用于汽車行業(yè)中的 800V/400V DC-DC 轉(zhuǎn)換。它尺寸緊湊，僅為 92×80mm，卻能處理 30kW 的功率流。NBM 通常充當(dāng) DC-DC 快速充電樁（額定電壓為 400V，放置在汽車外部）和高壓電池（額定電壓為 800V，放置在汽車內(nèi)部）之間的接口。除電流共享功能外，NBM 的主要優(yōu)勢之一是它允許任何 OEM 在不改造整個動力系統(tǒng)的情況下使用 800V 電池，從而顯著減少工作量和時間。

共模（CM）噪音如何影響被測設(shè)備（DUT）？

若以接地（GND）為參考測量 NBM 金屬外殼上的噪聲，會觀測到其方波形噪聲類似于 NBM 內(nèi)部高壓快速開關(guān)節(jié)點的噪聲。這種噪聲相對固定，基本不受負(fù)載變化影響，也就是說，即使負(fù)載發(fā)生變化，諧波含量也基本保持不變。如果 NBM 金屬外殼與外部阻抗網(wǎng)絡(luò)（LISN）直接相連，可使用接地探頭檢測金屬外殼相對于接地面的諧波含量。如果將金屬外殼與接地路徑隔離，就可以有效抑制共模噪聲分量，從而減少傳導(dǎo)發(fā)射測試中的整體噪聲。

解決被測設(shè)備（DUT）共模（CM）噪聲的主要技巧是什么？

使用分布式旁路電容器有助于通過降低噪聲改善共模性能。實驗證明，在同樣的背景下，在高 dv/dt 區(qū)域附近分布式放置電容器能顯著降低共模噪聲。另一種方法（與前述方法相輔相成）是通過在電源線周圍使用鐵氧體磁環(huán)，使電線中的電流相互抵消，從而降低交流噪聲分量。這一方法可有效降低紋波，大幅削弱 EMI 頻譜強度。外部鐵氧體還有助于減少任何不平衡電流分布。

符合 CISPR 32 標(biāo)準(zhǔn)的濾波器拓?fù)溆心男?/strong>