電源EMI產(chǎn)生機(jī)理及全解密

電磁干擾 EMI

ElectromagneticInterference），有兩種：傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。

傳導(dǎo)干擾主要是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)是通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)或公共電源線(xiàn)進(jìn)行傳輸，互相產(chǎn)生干擾。進(jìn)一步細(xì)分，傳導(dǎo)干擾又分共模干擾和差模干擾

這里說(shuō)一下EMI的傳播過(guò)程

這個(gè)是說(shuō)EMI的傳播過(guò)程，干擾源－干擾途徑－接收器。

干擾源可以理解成你的設(shè)備發(fā)現(xiàn)來(lái)的干擾，經(jīng)過(guò)的傳染途徑，

對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，一般只能從兩方面下手，減少干擾源，或切斷干擾途徑，最后一個(gè)一般不用管。

我們先來(lái)看看一個(gè)圖，先把幾個(gè)不同波形進(jìn)行FFT，

看看他的高次諧波是怎么分布的。

我們?cè)賮?lái)看兩個(gè)斜率不一樣的，研究是怎么樣的，

有很多工程師只知道斜率不一樣，快的EMI會(huì)差，卻不知為什么會(huì)差。

看了這圖你就清楚了。

可以用防真用FFT去看到的。后面會(huì)說(shuō)到三角波和其它波形的對(duì)比。

再來(lái)一個(gè)，

A：有嚴(yán)重振蕩的方波，如MOS或二極管

B，是經(jīng)過(guò)吸收了的波形。

做FFT看看，可以看到在振蕩頻率（大概30M）之后，A波形的諧波，要大于B波形。

我們?cè)賮?lái)看看耦合機(jī)理

可見(jiàn)輻射分為電場(chǎng)與磁場(chǎng)，再細(xì)分又是近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)

耦合為分傳導(dǎo)與輻射。

產(chǎn)生電場(chǎng)干擾的基本原因，是帶電物體的電荷在重新進(jìn)行分布，即，分布電容在不斷進(jìn)行充放電；產(chǎn)生磁場(chǎng)干擾的基本原因，是流過(guò)導(dǎo)體中的電流大小和方向在不斷

改變，即，分布電感產(chǎn)生的磁通大小和方向在不斷變化。

現(xiàn)在來(lái)說(shuō)一下電場(chǎng)干擾原理：

先看個(gè)圖

位移電流I等于電場(chǎng)強(qiáng)度E乘以遷移率m，即：

I = E×m

由于感應(yīng)導(dǎo)體中的電場(chǎng)強(qiáng)度每處都不一樣，所以導(dǎo)體中位移電流大小每處都不一樣。

當(dāng)帶電體的極性或電場(chǎng)方向改變時(shí)，被感應(yīng)的導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生位移電流。所以位移電流也稱(chēng)極化電流。

當(dāng)導(dǎo)體的長(zhǎng)度正好等于四分之一波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生諧振，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射。

我們?cè)倮^續(xù) ：

e1、e2、e3、e4

為磁場(chǎng)對(duì)回路感應(yīng)產(chǎn)生的差模干擾信號(hào)。

e5、e6、e7、e8

為磁場(chǎng)對(duì)地回路感應(yīng)產(chǎn)生的共模干擾信號(hào)。

共模信號(hào)的一端是線(xiàn)路板，另一端是大地。

共模信號(hào)的一端是線(xiàn)路板，另一端是大地。

線(xiàn)路板中的公共端不能算為接地，不要把公共端與外殼相接，除非機(jī)殼接大地，否則，公共端與外殼相接，會(huì)增大天線(xiàn)的有效面積，共模輻射干擾更嚴(yán)重.

希望有異議，否則就一個(gè)人唱戲了， 請(qǐng)看圖，

我們可以把上圖的每個(gè)回路都看成一個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈，或變壓器的原次邊。當(dāng)某個(gè)回路有電流時(shí)，另一個(gè)回路就會(huì)有感應(yīng)電流，產(chǎn)生干擾，

所以有效降低干擾的就是減小每個(gè)回路的有效面積。

這樣說(shuō)吧，輻射干擾主要是高頻電流回路產(chǎn)生的磁通竄到接收回路中產(chǎn)生的，

所以我的理解就是強(qiáng)調(diào)減小高頻電路回路與接收回路的面積，

再畫(huà)個(gè)圖看看：

e1=dΦ1/dt=S1db1/dt e2=dΦ2/dt=s2db2/dt

式中：e1、

Φ1、S1、B1分別為輻射電流回路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)、磁通、面積、磁通密度； e2、

Φ2、S2、B2分別為輻射電流回路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)、磁通、面積、磁通密度。

在一個(gè)電源里面不可能這樣做，也就是說(shuō)，我們不能等其發(fā)生了，再去處理，我們要從源頭去處理，

也就是說(shuō)還是一句話(huà)，減少高頻電流的有效面積，也無(wú)須增加什么屏蔽層。

小結(jié)：

dv/dt產(chǎn)生電場(chǎng)，di/dt產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)與差模電流有關(guān)，電場(chǎng)與共模電流有關(guān)在近場(chǎng)區(qū)，輻射源阻抗高低決定是電場(chǎng)占主要地位還是磁場(chǎng)占主要地位,磁場(chǎng)典型地是由電流環(huán)路產(chǎn)生的。這些環(huán)路由于信號(hào)線(xiàn)和回流線(xiàn)的電流方向相反可被分析為差模方式。而電場(chǎng)的產(chǎn)生需要高阻抗源，所以，各導(dǎo)線(xiàn)噪聲電流可視為同一方向，即可分析為共模方式