電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值；另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。 所謂電磁干擾是指任何能使設(shè)備或系統(tǒng)性能降級(jí)的電磁現(xiàn)象。而所謂電磁干擾是指因電磁干擾而引起的設(shè)備或系統(tǒng)的性能下降。

　　EMC包括EMI（電磁干擾）及EMS（電磁耐受性）兩部份，所謂EMI電磁干擾，乃為機(jī)器本身在執(zhí)行應(yīng)有功能的過(guò)程中所產(chǎn)生不利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲；而EMS乃指機(jī)器在執(zhí)行應(yīng)有功能的過(guò)程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力。本文首先介紹了EMC的分類及標(biāo)準(zhǔn)，其次闡述了開(kāi)關(guān)電源EMC干擾產(chǎn)生的原因，最后介紹了開(kāi)關(guān)電源EMC過(guò)不了的主要原因，具體的跟隨小編一起來(lái)了解一下。

　　EMC的分類及標(biāo)準(zhǔn)

　　EMC（Electromagnetic Compatibility）是電磁兼容，它包括EMI（電磁騷擾）和EMS（電磁抗騷擾）。EMC定義為：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中的任何設(shè)備的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。EMC整的稱呼為電磁兼容。EMP是指電磁脈沖。

　　EMC = EMI + EMS EMI ： 電磁干擾 EMS ： 電磁相容性 （免疫力）

　　EMI可分為傳導(dǎo)Conduction及輻射Radiation兩部分，Conduction規(guī)范一般可分為： FCC Part 15J Class B；CISPR 22（EN55022， EN61000-3-2， EN61000-3-3） Class B；國(guó)標(biāo)IT類（GB9254，GB17625）和AV類（GB13837，GB17625）。FCC測(cè)試頻率在450K-30MHz，CISPR 22測(cè)試頻率在150K--30MHz，Conduction可以用頻譜分析儀測(cè)試，Radiation則必須到專門的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。

　　EN55022為Radiation Test & Conduction Test （傳導(dǎo) & 輻射測(cè)試）； EN61000-3-2為Harmonic Test （電源諧波測(cè)試） ；EN61000-3-3為Flicker Test （電壓變動(dòng)測(cè)試）。

　　CISPR22（Comite Special des Purturbations Radioelectrique）應(yīng)用于信息技術(shù)類裝置， 適用于歐洲和亞洲地區(qū)；EN55022為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)CC Part 15 （Federal Communications Commission） 適用于美國(guó)，EN30220歐洲EMI測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，功率輻射測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是EN55013頻率在30MHZ-300MHz。

　　EN55011輻射測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是：有的頻率段要求較高，有的頻率段要求較低。傳導(dǎo) （150KHZ-30MHZ） LISN主要是差模電流， 其共模阻抗為100歐姆（50 + 50）; LISN主要是共模電流， 其總的電路阻抗為25歐姆（50 // 50）。

　　EMI為電磁干擾，EMI是EMC其中的一部分，EMI（Electronic Magnetic Interference） 電磁干擾， EMI包括傳導(dǎo)、輻射、電流諧波、電壓閃爍等等。電磁干擾是由干擾源、藕合通道和接收器三部分構(gòu)成的，通常稱作干擾的三要素。 EMI線性正比于電流，電流回路面積以及頻率的平方即：EMI = K*I*S*F2。I是電流，S是回路面積，F(xiàn)是頻率，K是與電路板材料和其他因素有關(guān)的一個(gè)常數(shù)。

　　EMI是指產(chǎn)品的對(duì)外電磁干擾。一般情況下分為 Class A & Class B 兩個(gè)等級(jí)。 Class A為工業(yè)等級(jí)，Class B 為民用等級(jí) 。民用的要比工業(yè)的嚴(yán)格，因?yàn)楣I(yè)用的允許輻射稍微大一點(diǎn)。同樣產(chǎn)品在測(cè)試EMI中的輻射測(cè)試來(lái)講，在30-230MHz下，B類要求產(chǎn)品的輻射限值不能超過(guò)40dBm 而A類要求不能超過(guò)50dBm（以三米法電波暗室測(cè)量為例）相對(duì)要寬松的多，一般來(lái)說(shuō)CLASS A是指在EMI測(cè)試條件下，無(wú)需操作人員介入，設(shè)備能按預(yù)期持續(xù)正常工作，不允許出現(xiàn)低于規(guī)定的性能等級(jí)的性能降低或功能損失。

　　EMI是設(shè)備正常工作時(shí)測(cè)它的輻射和傳導(dǎo)。在測(cè)試的時(shí)候，EMI的輻射和傳導(dǎo)在接收機(jī)上有兩個(gè)上限，分別代表Class A和Class B，如果觀察的波形超過(guò)B的線但是低于A的線，那么產(chǎn)品就是A類的。EMS是用測(cè)試設(shè)備對(duì)產(chǎn)品干擾，觀察產(chǎn)品在干擾下能否正常工作，如果正常工作或不出現(xiàn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能下降，為A級(jí)。能自動(dòng)重啟且重啟后不出現(xiàn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能下降，為B級(jí)。不能自動(dòng)重啟需人為重啟為C級(jí)，掛掉為D級(jí)。國(guó)標(biāo)有D級(jí)的規(guī)定，EN只有A，B，C。EMI在工作頻率的奇數(shù)倍是最不好過(guò)的。

　　EMS（Electmmagnetic Suseeptibilkr） 電磁敏感度一般俗稱為 “電磁免疫力”， 是設(shè)備抗外界騷擾干擾之能力，EMI是設(shè)備對(duì)外的騷擾。

　　EMS中的等級(jí)是指：Class A，測(cè)試完成后設(shè)備仍在正常工作；Class B，測(cè)試完成或測(cè)試中需要重啟后可以正常工作；Class C，需要人為調(diào)整后可以正常重啟并正常工作；Class D，設(shè)備已損壞，無(wú)論怎樣調(diào)整也無(wú)法啟動(dòng)。嚴(yán)格程度EMI是B》A，EMS是A》B》C》D。

　　開(kāi)關(guān)電源EMC干擾產(chǎn)生的原因

　　1、開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生的電磁干擾

　　在開(kāi)關(guān)電源的EMC設(shè)計(jì)中，工程師首先需要避兔的就是從電源的開(kāi)關(guān)電路中所產(chǎn)生的電磁干擾問(wèn)題，這也是開(kāi)關(guān)電源的主要干擾源之一。開(kāi)關(guān)電路在結(jié)構(gòu)方面主要由開(kāi)關(guān)管和高頻變壓器組成，因此它產(chǎn)生的du/dt具有較大幅度的脈沖，頻帶較寬且諧波豐富。電源電壓中斷會(huì)產(chǎn)生與初級(jí)線圈接通時(shí)一樣的磁化沖擊電流瞬變，這種瞬變是一種傳導(dǎo)型電磁干擾，既會(huì)影響變壓器的初級(jí)，同時(shí)還會(huì)使傳導(dǎo)干擾返回配電系統(tǒng)，造成電網(wǎng)諧波電磁干擾，從而影響其他設(shè)備的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　2、整流電路產(chǎn)生的電磁干擾

　　在開(kāi)關(guān)電源的EMC設(shè)計(jì)中，另一個(gè)較大的電磁干擾源就是整流電路。在-一些中小型電源的整流電路中，在輸出整流二極管截止時(shí)都會(huì)有一一個(gè)反向電流，它恢復(fù)到零點(diǎn)的時(shí)間與結(jié)電容等因素有關(guān)。高頻整流回路中的整流二極管正向?qū)〞r(shí)有較大的正向電流流過(guò)，在其受反偏電壓而轉(zhuǎn)向截止時(shí)，由于PN結(jié)中有較多的載流子積累，因而在載流子消失之前的一段時(shí)間里，電流會(huì)反向流動(dòng)，致使載流子消失的反向恢復(fù)電流急劇減少而發(fā)生很大的電流變化。

　　3、高頻變壓器產(chǎn)生的電磁干擾

　　高頻變壓器在開(kāi)關(guān)電源的運(yùn)行過(guò)程中也同樣會(huì)不可避免的產(chǎn)生電磁干擾，在大型電源的產(chǎn)品測(cè)試過(guò)程中，這一干擾問(wèn)題尤其常見(jiàn)。高頻變壓器的初級(jí)線圈、開(kāi)關(guān)管和濾波電容構(gòu)成的高頻開(kāi)關(guān)電流環(huán)路有時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的空間輻射，形成輻射干擾，對(duì)電源的EMC設(shè)計(jì)有較大影響。如果電容濾波容量不足或高頻特性不好，電容上的高頻阻抗會(huì)使高頻電流以差模方式傳導(dǎo)到交流電源中形成傳導(dǎo)干擾。

　　4、分布電容引起的干擾

　　分布電容在開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)和EMC產(chǎn)品測(cè)試過(guò)程中，是一種非常不起眼的電磁干擾源。當(dāng)開(kāi)關(guān)電源工作在高頻狀態(tài)時(shí)，其紛布電容所產(chǎn)生的干擾是非常大的，一方面，散熱片與開(kāi)關(guān)管集電極間的絕緣片接觸面積較大，且絕緣片較薄。高頻電流會(huì)通過(guò)分布電容流到散熱片上，再流到機(jī)殼地，此時(shí)將會(huì)產(chǎn)生共模干擾。另一方面，脈沖變壓器的初次級(jí)之間存在著分布電容，可將原邊電壓直接耦合到副邊上，在副邊作直流輸出的兩條電源線上產(chǎn)生共模干擾。

　　開(kāi)關(guān)電源EMC過(guò)不了的主要原因

　　1、熟透電路方可從容進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)之EMI電路

　　上面的電路對(duì)EMC的影響可想而知，輸入端的濾波器都在這里；防雷擊的壓敏；防止沖擊電流的電阻R102（配合繼電器減小損耗）；關(guān)鍵的慮差模X電容以及和電感配合濾波的Y電容；還有對(duì)安規(guī)布板影響的保險(xiǎn)絲；這里的每一個(gè)器件都至關(guān)重要，要細(xì)細(xì)品味每一個(gè)器件的功能與作用。設(shè)計(jì)電路時(shí)就要考慮的EMC嚴(yán)酷等級(jí)從容設(shè)計(jì)，比如設(shè)置幾級(jí)濾波，Y電容數(shù)量的個(gè)數(shù)以及位置。壓敏大小數(shù)量選擇，都與我們對(duì)EMC的需求密切相關(guān)

　　二、電路與EMC

　　上圖的電路中打圈幾部分：對(duì)EMC影響非常重要（注意綠色部分不是的），比如輻射大家都知道電磁場(chǎng)輻射是空間的，但基本的原理是磁通量的變化，磁通量涉及到磁場(chǎng)有效截面積，也就是電路中對(duì)應(yīng)的環(huán)路。電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，產(chǎn)生的是穩(wěn)定的磁場(chǎng)，不能向電場(chǎng)轉(zhuǎn)化；但變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)是可以產(chǎn)生電場(chǎng)（其實(shí)這就是有名的麥克斯韋方程我用通俗語(yǔ)言來(lái)說(shuō)），變化的電場(chǎng)同理可產(chǎn)生磁場(chǎng)。所以一定要關(guān)注那些有開(kāi)關(guān)狀態(tài)的地方，那就是EMC源頭之一，這里就是EMC源頭之一（這里說(shuō)之一當(dāng)然后續(xù)還會(huì)講到其它方面）； 比如電路中虛線環(huán)路，是開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的環(huán)路，不僅設(shè)計(jì)電路時(shí)開(kāi)關(guān)速度可以調(diào)節(jié)對(duì)EMC影響，布板走線環(huán)路面積也有著重要的影響！

　　三、開(kāi)關(guān)器件與EMC

　　對(duì)器件的認(rèn)識(shí)對(duì)EMC也有著重要的意義，比如MOS管，主開(kāi)關(guān)MOS是很重要的EMC源頭之一，還有整流管的開(kāi)通以及關(guān)斷也會(huì)產(chǎn)生高頻輻射（原理是電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的電流產(chǎn)生電場(chǎng)）；當(dāng)然這里主要是介紹半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件，其他的電感變壓器就不做說(shuō)明了；

　　開(kāi)關(guān)器件哪些參數(shù)對(duì)EMC有重要影響，我們常說(shuō)快管，慢管是以什么作為參照的呢？我們都知道快管開(kāi)通損耗小，為了做高效率都喜歡用，但是為了EMC順利通過(guò)，不得不舍棄效率，降低開(kāi)關(guān)速度來(lái)減弱開(kāi)關(guān)輻射；

　　對(duì)于MOS管，開(kāi)通速度是由驅(qū)動(dòng)電阻與輸入結(jié)電容決定的；關(guān)斷速度是由輸出結(jié)電容與管子內(nèi)阻決定；

　　參照以上兩圖，是不同型號(hào)的MOS管，對(duì)比下輸入結(jié)電容和輸出結(jié)電容，2400PF與800PF;780PF與2200PF；一看就知道第一個(gè)規(guī)格是快管，第二個(gè)是慢管，這時(shí)候決定開(kāi)關(guān)速度還要與驅(qū)動(dòng)電阻匹配；常規(guī)情況驅(qū)動(dòng)電阻在10R-150R比較多，選取驅(qū)動(dòng)電阻與結(jié)電容有關(guān)，針對(duì)快板驅(qū)動(dòng)電阻可適當(dāng)增大，慢管驅(qū)動(dòng)電阻可適當(dāng)減??；

　　對(duì)于二極管，有肖特基二極管，快回復(fù)二極管，普通二極管，還有一種用的比較少的SIC二極管，開(kāi)關(guān)速度SIC二極管幾乎為零，等于是沒(méi)有反向恢復(fù)，開(kāi)關(guān)輻射最小，并且損耗也最小，唯一的缺點(diǎn)就是價(jià)格昂貴，故很少用；其次就是肖特基二極管，正向壓降低，反向恢復(fù)時(shí)間短，依次是快回復(fù)和普通二極管；需要在損耗和EMC之間折中；一般可采取改吸收以及套磁珠等措施整改EMC；

　　四、EMC之濾波器

　　濾波器的架構(gòu)選擇對(duì)濾波器的影響很重要，在不同場(chǎng)合，濾波器是根據(jù)阻抗匹配來(lái)達(dá)到濾波效果，大家可根據(jù)此圖的原則參考選取如何濾波；比如最常用的輸出整流橋后采用π型濾波以及輸出端采用LC濾波器；

　　濾波器的材質(zhì)對(duì)設(shè)計(jì)濾波電感也是至關(guān)重要，采用不同初始磁導(dǎo)率的材質(zhì)會(huì)在不同頻率段起作用，選錯(cuò)材質(zhì)就完全失去應(yīng)有的效果；

　　五、EMC之反激高頻等效模型分析

　　先從最簡(jiǎn)單的模型理解EMC：

　　EMC的路徑，當(dāng)然空間輻射是跟環(huán)路有關(guān)，環(huán)路也是路徑構(gòu)造成的；分析出反激高頻等效模型，幫助理解EMC形成的機(jī)理；我們的測(cè)試接收設(shè)備會(huì)從L，N端接收傳導(dǎo)，為了減小接收的干擾，就必須讓干擾通過(guò)地回路流通而不從L，N端口流向接收設(shè)備；這時(shí)候我們的EMI電感以及Y電容通過(guò)阻抗匹配就可以實(shí)現(xiàn)；另外原邊的干擾可以通過(guò)原副邊Y電容，變壓器雜散電容以及大地耦合到副邊，形成更多的回路；當(dāng)然一些結(jié)電容參數(shù)，如MOS管結(jié)電容，散熱器結(jié)電容也能構(gòu)成流通路徑；