什么是 EMI？

在要求電磁兼容性 (EMC) 的系統(tǒng)中，充當(dāng)電磁源的元件應(yīng)降低自身干擾，而遭受干擾的元件則應(yīng)降低自身的易感性。當(dāng)終端設(shè)備制造商集成各種供應(yīng)商的元件時(shí)，確保干擾源和受影響電路兼容的唯一方法是建立一套通用規(guī)則，也就是將干擾限制在受影響電路能夠承受的一定水平。

這些規(guī)則是根據(jù)業(yè)界通用規(guī)范（如適用于汽車行業(yè)的國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì) (CISPR) 25

和適用于多媒體設(shè)備的 CISPR 32）建立的。CISPR 標(biāo)準(zhǔn)決定了任何 EMI 緩解技術(shù)的最終性能，因此對(duì)于 EMI 設(shè)計(jì)至關(guān)重要。由于 SMPS 是典型的電磁干擾源，因此本白皮書將重點(diǎn)介紹如何降低干擾。如需獲取 EMI 標(biāo)準(zhǔn)的完整列表，請(qǐng)參閱電源的傳導(dǎo) EMI 規(guī)格概述和電源的輻射 EMI 規(guī)格概述。

除了解給定應(yīng)用的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)之外，了解如何測(cè)量 EMI 也很重要，這將幫助您深入了解如何降低 EMI。EMI 測(cè)量通常分為傳導(dǎo) EMI 測(cè)量和輻射 EMI 測(cè)量，顧名思義，這同時(shí)說(shuō)明了 EMI 的測(cè)量方法和產(chǎn)生機(jī)理。盡管傳導(dǎo)發(fā)射通常與較低的頻率 (<30MHz) 相關(guān)，輻射發(fā)射通常與較高的頻率 (>30MHz) 相關(guān)，但這兩者之間的區(qū)別并不是那么簡(jiǎn)單，因?yàn)閭鲗?dǎo)頻率范圍和輻射頻率范圍有所重疊。

傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)量旨在量化從器件產(chǎn)生并返回到其電源的 EMI。對(duì)于許多應(yīng)用而言，降低這些發(fā)射至關(guān)重要，因?yàn)橥浑娫淳€通常都連接著許多其他敏感電路。在現(xiàn)代汽車中，長(zhǎng)線束的數(shù)量不斷增加，因此降低長(zhǎng)線束的傳導(dǎo) EMI 尤為重要。

圖 2 展示了用于傳導(dǎo)發(fā)射的通用測(cè)試設(shè)置，包括電源、線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò) (LISN)、EMI 接收器、電源線和被測(cè)器件 (DUT)。LISN 扮演著關(guān)鍵角色，可充當(dāng)?shù)屯V波器，確保 EMI 測(cè)量的可重復(fù)性和可比性，并為 DUT 提供精確的阻抗。圖 2 還展示了將傳導(dǎo)發(fā)射細(xì)分為共模 (CM) 電流和差模 (DM) 電流。DM 電流在電源線與其返回路徑之間流動(dòng)，是較低頻率范圍內(nèi)的主要因素。CM 電流在每條電源線與接地之間流動(dòng)，是較高頻率范圍內(nèi)的主要因素。

輻射 EMI 測(cè)量的設(shè)置與傳導(dǎo) EMI 測(cè)量類似，主要區(qū)別在于前者的 EMI 接收器不是直接連接到 LISN，而是連接到附近的天線。SMPS 中的輻射能量來(lái)自產(chǎn)生磁場(chǎng)的快速瞬態(tài)電流環(huán)路以及產(chǎn)生電場(chǎng)的快速瞬態(tài)電壓表面。由于產(chǎn)生輻射磁場(chǎng)的電流環(huán)路也產(chǎn)生 DM 傳導(dǎo)發(fā)射，并且產(chǎn)生輻射電場(chǎng)的電壓表面也產(chǎn)生 CM 傳導(dǎo)發(fā)射，因此許多 EMI 緩解技術(shù)都可以降低傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射，但可能專門針對(duì)其中一項(xiàng)。

通常，通過(guò)大型無(wú)源濾波器來(lái)緩解較低頻率的發(fā)射，會(huì)增加解決方案的電路板面積和成本。高頻發(fā)射在測(cè)量、建模和緩解方面面臨著不同的挑戰(zhàn)，這主要是其寄生性質(zhì)導(dǎo)致的。常見的高頻發(fā)射緩解技術(shù)包括控制壓擺率和減小寄生效應(yīng)。圖 3 總結(jié)了本白皮書中包含的緩解技術(shù)、這些技術(shù)適用的頻帶以及 CISPR 25 標(biāo)準(zhǔn)中的頻率范圍示例。