反激式開關電源EMI設計與整改（1）
1.EMI法規(guī)及測試規(guī)范
全電磁兼容性是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。電源對外部干擾(EMI)適用表1標準。
表1 EMI標準
電源對外部干擾的免疫能力(EMS)適用表2標準。
表2 EMS標準
EMI與EMS存在密切關系，本文主要討論射頻的傳導與輻射，其頻率測試范圍為150k-1GHz，最新標準EN55032明確規(guī)定了110Vac、230Vac兩檔測試電壓，EMI測試方法及限值分別如下圖所示。
圖1 傳導測試方法與限值
圖2 輻射測試方法與限值
可見，傳導測試是有路徑的，干擾通過傳導電流或位移電流傳至LISN；而輻射測試并無路徑，干擾是通過空間交變電磁場來傳播。
2.反激變換器時頻域分析方法
分段線性化為開關變換器的時域分析方法，如圖3所示，反激變換器可分為四段分析。
T1磁化模態(tài)
Tr傳輸模態(tài)
T2消磁模態(tài)
T3振蕩模態(tài)
圖3 反激變換器四段工作模態(tài)
在一個開關周期結束時，變壓器儲存的能量尚未釋放完畢，沒有T3振蕩模態(tài)，定義為連續(xù)導電模式(CCM)，否則稱之為不連續(xù)導電模式(DCM)。
傅里葉變換為開關變換器的頻域分析方法，分連續(xù)傅里葉變換和離散傅里葉變換，分別定義如下：
反激變換器主開關管的時頻域仿真波形如圖4所示。
(a) Vds時域波形
（b）Vds頻譜分布
圖4 反激變換器CCM與DCM時頻域波形
可見，開關波形的頻譜分量是以開關頻率的整數倍為中心展開且幅值隨工作模式變化明顯；工作模式是導致110Vac和230Vac的EMI測試結果差異的主要原因。
3.EMI理論基礎與整改措施
麥克斯韋方程組是分析EMI的理論基礎，高斯電場和磁場定律描述了電場和磁場的性質：電磁是不完全對稱的，不存在磁單極子卻存在單一電荷，有N就有S，磁場線是閉合的。法拉第電磁感應定律揭示出變化的磁場產生電場。安培-麥克斯韋定律指出了傳導電流和位移電流的存在，其中位移電流是電場隨時間變化產生的電流，是傳導定量分析的基礎。
根據干擾信號在開關電源中的傳播路徑可分為差模干擾與共模干擾：差模干擾是指L線與N線之間的干擾，而共模干擾是指L線或N線對PE之間的干擾。
反激式開關電源的EMI整改措施歸納如下，我們將在后兩期為大家深入探討。
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