衷心地感谢陈恒林老师在研究生期间对我的指导和帮助，从论文的选题到最终完成，都倾注了陈老师的心血。两年的学习生活，让我充分感受到了陈老师敏锐的学术思维。感谢他给予我宝贵的实习实践机会和给予我精神世界的指引、迷茫困惑的解答和具体细致的指导，他的人格魅力让我至深敬佩，一声感谢愿能承载我内心深重的感激。
感谢我的副导师潘丽萍副教授在研究生期间对我的关心和教育。谦和的态度，让我感受无限的温暖。求精的精神，深深激励着我努力工作和学习。我还要感谢师姐曲晓蕾、师兄李诚，苏祥伟对我的指导和关怀，感谢教２－２２４的兄弟姐妹们对我的支持和帮助，感谢丁俊、胡重庆对我的帮助，感谢师妹沈忱、师弟郑长泵、柯涛、周杨对我的支持。感谢我的室友程艳、孔令稳在平时生活中对我的关心和鼓舞，感谢那些在生活和学习上给予我帮助的同学，与ｅ你们相处的时间将成为我一生中最快乐和美好的回忆。
深深感谢我的父母，硕士生涯的一路走来离不开你们对我一贯的支持、理解、鼓励和帮助，你们永远是我不断前行的动力。
想要完全说出内心最深处的谢意，才体会到言语是多么的匮乏。最后，送上我最真挚的祝福：祝愿幸福平安！希望在未来的学习和工作中，我能够以优异的表现答谢曾经帮助过我的老师、同学和朋友们。
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第１章绪论
１．１课题目的及意义
近几年，开关电源迅速发展，各种电力电子设备被广泛应用到工业、商业和军事的领域当中，功率变换器件正逐步朝着高开关频率，高效率，高功率密度，高可靠性的方向发展，但是电源内部的电磁环境越来越复杂，产生的电磁干扰（ＥＭＩ）对电源本身及周围电子设备的正常工作都造成了威胁，电磁兼容（ＥＭＣ）ｉ＇口－］题日益严重，严重恶化的电磁环境对电气、电子系统都将造成危害，紧迫的现状促进了ＥＭＣ技术的迅速发展。
同时国际和国内的电磁兼容标准和规范的相继强制执行，例如国际无线电特别委员会的ＣＩＳＰＲ标准‘１１，ＩＥＣ６１０００标准，欧洲ＥＮ系列标准【２】【３】，德国工程师协会ＶＤＥ标准以及我国的国标【４】和军标【５】，以及ＭＩＬ．ＳＴＤ－４６０美国军用标准，美国联邦通讯委员会ＦＣＣ系列标准【６】等等，进一步使得开关电源的电磁兼容成为一个亟待解决的问题。解决开关电源电磁干扰问题可以深入的领域很多，如测试技术，建模技术，抑制技术，ＰＣＢ电路板布局布线优化技术等。
ＰＣＢ的设计和布局对开关电源性能的影响不亚于任何元器件的选择和电路的设计。由于ＰＣＢ上电子元器件的密集度越来越高，所产生的ＥＭＩ问题就越来越多，良好的ＰＣＢ布局对ＥＭＣ的设计起到至关重要的作用。经验丰富的工程师可以在同等条件下得到ＥＭＩ很小的ＰＣＢ布局，这样就可轻松满足法规所要求的标准，同时产品质量有所提高，也减少了项目研发的时间。
ＥＭＩ滤波器是抑制开关电源传导干扰的一个有效措施。但是如果ＥＭＩ滤波器设计不合理，反而会增大电路中的干扰，甚至使电路工作不稳定。对于工程师而言，ＥＭＩ滤波器设计一直被认为是“ＢｌａｃｋＭａｇｉｃ＂，主要有五个原斟刀，首先，ＥＭＩ滤波器并没有一个确定的设计方案。其次，在ＥＭＩ噪声频率范围内输入和输出阻抗不是恒定的，由于这个阻抗的测量很难实施，在实验过程中都是推测得到的。第三，滤波器的实际高频衰减性能比预期值相差很多。第四，滤波器的插入损耗测试方法对整个设计过程产生影响。第五，在文献中提出了设计方法都要求进行非常复杂和费时的测量，有些还要求具备昂贵的设备才能够满足设计要求。
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随着开关电源的发展和电磁兼容法规在海内外普遍实施，ＥＭＩ问题在工业界已经引起了广泛的关注，优化ＰＣＢ布局和良好的ＥＭＩ滤波器都是减小功率变流器ＥＭＩ切实可行的方法。很多国内外的工业界和学术界的研究人员都在积极研究ＰＣＢ的优化设计和ＥＭＩ滤波器问题并且试图发现一些实用的方法，用来设计用于功率变换器的ＥＭＩ滤波器。ＰＣＢ的布局和ＥＭＩ滤波器的设计正是目前开关电源ＥＭＣ领域的两个研究热点。因此，本课题的开展在理论和实用中都有十分重要的意义。
１．２开关电源的电磁干扰
国际电工技术委员会提出，电磁兼容是指电子设备或系统在所处的电磁环响其他设备正常工作的能力‘８１。其中电磁干扰的产生有三个不可或缺的要素：
图１．１电磁干扰三要素
电磁干扰在生活中无处不在，日常生活中最容易受到干扰的就是电视机和
１．２．１开关电源电磁干扰简介境中能够正常运行，并且其本身产生的电磁干扰不致污染周围的电磁环境或影干扰源、耦合途径、噪声接收器，如图１．１。因此电磁兼容设计的任务就是：削弱干扰源的能量，隔离干扰耦合途径以及提高系统抵抗电磁干扰的能力。收音机，图１．２表示影响收音机的常见干扰源。电磁干扰源按其来源可分为自然干扰源和人为干扰源。自然干扰源是大自然现象造成的电磁噪声，对于大部分电力电子设备而言，我们只需要考虑雷电这个自然干扰源。人为干扰源是指电气设备或人工装置产生的电磁干扰，其涉及的范围极其广泛，一部分来自发射电磁能量的装置，如广播、电视、通信、导航和雷达等，另一部分是在完成自身功能的同时产生电磁能量的发射，如电动汽车、架空输电线、办公用品、家用电器以及电子医疗器械等。人为干扰源按其物理性质大致分为主要元器件的固有噪声、放电噪声、电磁感应噪声和半导体器件开关过程产生的噪声等，对于开关电源而言，其核心元器件就是功率半导体器件，在半导体器件开关过程中，无论主回路还是控制回路，都存在着高的电流变化率，他们通过引线电感产生较大的电磁干扰，因此其主要干扰即开关过程中产生的
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干扰。
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图１．２影响收音机的常见干扰源
电磁干扰的耦合途径可分为传导干扰和辐射干扰，如图１－３。传导干扰是指干扰信号通过导线或其它元器件耦合到电路上的电磁干扰。这种传输方式必须在干扰源和被干扰设备之间有完整的电路连接，干扰信号沿着这个连接电路传导到被干扰设备，发生干扰现象。传导干扰又分为直接传导干扰和公共阻抗传导干扰，直接干扰是指噪声直接通过金属导线、电阻器、电感器和电容器等实际存在的元器件耦合到被干扰设备所产生的电磁噪声，而公共阻抗是指噪声通的电磁波长。由于大多数开关电源的工作频率在几十赫兹到数兆赫兹之间，并