浙江大学硕士学位论文
提高了该网络的高频性能，但在噪声分离网络中其关键部件变压器的制作要求较商。
图１．８ＥＭＩ测试分类
１．２．５开关电源电磁干扰抑制技术
由于电磁干扰产生的三要素为干扰源、耦合途径、噪声接收器，因此抑制电磁干扰可以从以下三方面考虑：削弱干扰源的能量，切断干扰的耦合途径以及增强系统抗干扰能力。对开关电源ＥＭＩ抑制措施主要有ＰＣＢ的优化设计、滤波、接地、屏蔽以及软开关技术的使用等。
●ＰＣＢ优化设计
ＰＣＢ的优化设计是抑制电磁干扰最有效也是最经济的方法，主要的抑制技术包括ＰＣＢ的布线，元器件布局和接地。在设计ＰＣＢ时，我们可以大致按照以下原则来进行：１）．按照器件的功能和类型进行布局，对于功能相近的器件放置在一个区域有利于减小布线长度；２）．按照电源类型进行布局。按照不同电压，
●无源滤波
利用ＥＭＩ滤波器是抑制ＥＭＩ最常用的方法之一，选择适当的滤波器结构
不同电路类型分开布局，这样有利于分割，也有利于信号的回流和两种地平面之间的稳定；３）．要考虑共地点的放置，遵循“一点接地＂的原则，将一个导电平面作为参考地，如果电路存在跨地信号，就可能导致信号无法回流，产生很大的电磁干扰；４）．通路的导线应尽可能粗并且短。和元器件参数对抑制电磁干扰有较好的效果。差模干扰和共模干扰分别用差模滤波元件和共模滤波元件进行衰减，这些滤波元件包括滤波电容Ｃ和滤波电感Ｌ。如图１．９为典型的ＥＭＩ滤波器结构，其中Ｃｘ表示差模电容，用来抑制差模ＥＭＩ，ＣＹ接地且成对出现作为共模电容，Ｌｌ是共模电感，即共模扼流圈，它是由两个绕相相反，匝数相同的绕组构成，当市网工频电流流过其中～个绕组
相当好的开关电源设计资料,EMI滤波器设计的注意事项,EMI滤波器的作用等
时，便从另一个绕组中流出，这样产生的磁场抵消，对工频电流没有衰减作用。但当电流中存在共模噪声时，由于共模噪声是同方向的，经过绕组时产生的磁场相互叠加，对于共模噪声而言，共模电感具有较大的阻抗，这样就对共模干扰产生抑制作用。实际上构成共模扼流圈的两个绕组的感值不可能完全相等，恰巧它们的感值差可以作为差模电感，用来充当抑制差模干扰的滤波电感。在设计共模扼流圈的过程中，巧妙地利用这个特点，可以在不含差模滤波电感的情况下就能有效的抑制差模ＥＭＩ，这样可以大大的节省ＥＭＩ滤波器的体积，降低产品的成本。
ｌ。ｌ
图１．９典型ＥＭＩ滤波器结构
●有源滤波
有源滤波通常是从噪声源采取措施来抑制共模干扰，其基本思想就是从主电路中找到与原电磁干扰大小相等、方向相反的补偿ＥＭＩ噪声电压来平衡原来的ＥＭＩ信号。有源滤波不仅可以滤除谐波，同时还可以动态补偿无功功率。它反映动作迅速，滤除谐波可达到９５％以上，补偿无功细致，这是无源滤波不能达到的，但是价格较高。在实际应用中，通常将无源滤波器和有源滤波器相结合，这样可以有效的减小滤波器的体积，并能达到更好的ＥＭＩ抑制效果。
●屏蔽
屏蔽技术既能使干扰源的干扰强度降低，同时又能减弱干扰源和被干扰电路之间的耦合，它是实现电磁干扰防护最基本的手段之一。对于电场屏蔽而言，金属屏蔽体必须完整，并且要有良好的接地。磁场屏蔽的主要目的是抑制直流和低频交流磁场干扰源和被干扰电路的磁耦合，可以利用高磁导率材料的屏蔽体进行屏蔽，也可以采用反向磁场抵消的方法实现屏蔽。在屏蔽过程中，要同时屏蔽电场和磁场，这样才能更好的达到屏蔽的效果，有效的抑制电磁干扰。
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●接地
选择良好的接地面不仅可以保障人身和系统安全，还可以很好地抑制ＥＭＩ。电路的公共参考点与大地连接，电流必须经过地线构成回路，因此在选择接地点时要保证信号线与地线构成的回路具有最小的面积，还要保证接地系统的公共阻抗很低，使通过公共阻抗产生的传导干扰最小。接地系统和屏蔽设计正确结合可以解决大部分设备在现场运行时的ＥＭＩ问题。
●软开关技术
由于半导体开关器件在导通和关断时产生高的ｄｖ／ｄｔ和ｄｉ／ｄｔ，这是开关电源产生电磁干扰的最主要原因，因此软开关技术也是抑制ＥＭＩ行之有效的方法。软开关技术就是在原来的电路上增加电容和电感等谐振元件，在开关过程前后引入谐振过程，使开关开通前电压先降为零或关断前电流先降为零，这样就可以大大降低电压和电流的变化率，进而减小了开关器件带来的干扰【１６】。图１．１０表示常见的软开关多谐振电路。
ｃｒｌ
图１．１０软开关多谐振电路
除了上述介绍的抑制电磁干扰的方法外，在实际电路的电磁兼容设计中，还有更多针对各电路所采用的不同的ＥＭＩ抑制技术。
１．３ＰＣＢ布局及优化的研究现状
ＰＣＢ的设计和布局对开关电源ＥＭＩ性能的影响有时比元器件的选择和电路的设计所带来的影响更大，设计优良的ＰＣＢ是减小电磁干扰最经济的手段。良好的ＰＣＢ布局对ＥＭＣ的设计起到至关重要的作用。在不改变电路结构和不增加元器件的基础上，通过改变ＰＣＢ板上的元器件的位置和布线设计可以大大削弱电磁干扰。
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工程师和学术研究者逐渐意识到ＰＣＢ布局和设计的重要性，文献【１７】提出了增加ＰＣＢ的宽度可以减小带有地平面的多层ＰＣＢ板的辐射干扰，但是只增加ＰＣＢ的宽度而不改变其长度，辐射干扰减小甚微。文献［１８】提出了减小信号回路和地平面的距离可以削弱ＰＣＢ板产生的辐射，同时还可以通过在ＰＣＢ板上放置像平面使其与地平面的外围相连的方法减小辐射干扰。文献【１９】提出了通过对准静态场的分析来辅助设计ＰＣＢ布局的方法，根据干扰电场的分布图来确定导线的放置位置，依据耦合系数来不断调整导线的大小、方向以及形状。文献【２０】提出了通过减小动态节点寄生电容来优化ＰＣＢ优化设计，但该思路只能用于布线规则且结构简单的电路。文献【２１】研究了解耦电容和ＭＯＳ管组成环路的面积大小对电磁干扰的影响并提出减小动态节点的铺铜面积可以抑制ＥＭＩ。文献【２２】为高速ＰＣＢ电磁兼容设计提供了新的分析方法，其利用解析解表示地面轨迹的线路阻抗和耦合系数，只要满足一定的匹配关系就能减小线路之间的耦合。