EMI噪声分析与EMI滤波器设计
这种差模干扰电流会给负载电路带来非常不利的影响，特别是输出滤波电容滤波不足时，表现得特别厉害，它会影响负载电路中的模拟电路的灵敏度和数字电路的门限等，严重时，还会导致电路误触发，从而引起整个系统的工作不正常。
电磁干扰的三要素是干扰源、干扰途径、干扰对象。要彻底解决电磁干扰问题，从本质上讲，就是应当减小干扰源，只有干扰源的幅值减小了，电磁干扰才会从根本上得到抑制。而要减小开关电源的EMI干扰幅值，就要使dV/dt、dI/dt减小，即降低开关速度。但这种方法会使开关电源的转换效率降低，所以，对于这种解决方法，要综合考虑各方面的因素之后才能采用。
2.1 高频变压器初级线圈的RC吸收
单端正激开关电源的输入电压为28 V，当功率开关管、高频变换器工作时，功率开关管Ql漏极上的波形如图7所示，当功率开关管Q1由导通变为截止时，高频变压器进行谐振复位，此时它的谐振峰值为100 V。噪声尖峰瞬时可达108 V，这么高的峰值电压沿着电源输入线传导出去，会引起很强的传导干扰和辐射干扰。
为了降低峰值电压，可在高频变压器初级线圈回路上并联一个RC吸收网络，图8所示是并联RC电路后功率开关管Ql的漏极波形，图中，其谐振峰值为60 V，噪声尖峰只有66 V。可见，并联RC吸收网络可以有效降低谐振峰值，从而大大减小对电源端的EMI干扰。
2.2 加装EMI滤波器
加装EMI电源滤波器是抑制EMI噪声最好的方法之一。在电源输入端加装EMI电源滤波器可以获得双重效果，它既可以抑制开关电源产生的EMI干扰传向电源端，亦可抑制来自电源端的EMI噪声对开关电源造成的干扰。
EMI电源滤波器的电路结构如图9所示，该电路由共模滤波电路和差模滤波电路组成。其中Ll和L2是绕在同一磁芯上的两只独立线圈，称为共模线圈，其所绕线的圈数相同，线圈绕向相反。这样。EMI滤波器接入电路后，两个线圈内差模电流产生的磁通在磁罐内将互相抵消，因而不会使磁罐达到磁饱和，因此，两只线圈的电感值能保持不变。其中，L1和CY1，L2和CY2分别构成L-E和N-E两个独立端口间的低通滤波器，可以抑制电源线上存在的共模EMI信号，以使这些共模EMI信号无法在电源线上进行传导。L3和CX则组成L-N独立端口间的低通滤波器，可用来抑制电源线上的差模EMI信号。这两方面结合起来，就可实现对电源线上共模EMI信号和差模EMI信号的抑制。
共模电感Ll和L2一般在几mH至几十mH，共模电容Cy要在满足电路要求的条件下尽量取较大值，以便获得更好的滤波效果。差模电感一般在几十μH至几百μH，差模电容Cx要选择耐压足够高的陶瓷电容器。共模电感的磁性材料以高导磁率软磁材料效果较好，差模电感的磁性材料以具有高饱和磁通密度的金属铁粉芯效果较好，最好不要用开口铁氧体材料。
加装EMI电源滤波器后，电源线上的噪声频谱如图10所示。和图2相比较，加装EMI滤波器对EMI噪声的抑制十分明显，在所有的频段内，噪声均得到了抑制，而且全部符合军标要求。
2.3 EMI电源滤波器的安装
加装EMI电源滤波器一定要注意正确的安装方式，错误的安装方式不但起不到抑制噪声的作用，有时还会适得其反。根据EMI滤波器的特性以及开关电源的特点，在安装EMI滤波器时，主要需注意两个方面的问题。第一，EMI电源滤波器的外壳必须接地，而且必须和开关电源的外壳地连接在一起，这是因为EMI电源滤波器的共模滤波电容都连接在产品的外壳上，只有EMI电源滤波器的外壳与机壳相连，滤波器的共模滤波电路才会起作用，这样也才能将开关电源产生的共模干扰电流滤除干净，而且还要用较粗的导线将滤波器外壳与机壳相连，同时接地阻抗越低，滤波效果越好;第二，EMI电源滤波器必须安装在电源的入口端，且应将滤波器的输入输出端尽量远离，同时要避免输入输出线绕过滤波器而产生交叉干扰。
3 EMI噪声标准
EMI噪声的极限标准有美国的FCC-Paxt-15、德国的VDE-087l、IEC的CISPR-Pub22等，军用标准有美国的MIL-STD-461，我国的军用标准有GJBl5lA等。这些标准都规定了系统或整机中不同频段的EMI噪声在电源输入线上的传导极限。同时，各标准也都规定了应该测量的传导噪声的频率范围，具体见表1所列。相应的测试标准有CISPR-Publ7、GJBl52A等。
电磁电容的测试主要包含传导和辐射两个大项，而传导和辐射中又包含发射度和敏感度两项，所以，一共扩展为传导发射度、传导敏感度、辐射发射度、辐射敏感度等四个子项。在GJBl51A-97规定的有关开关电源方面的测量项目如表2所列。
4 结束语
如何使整机通过电磁兼容测试是系统设计人员越来越关心的事情。要全面、系统的解决电磁兼容问题，就必须从最初的设计和最基础的原理入手。研究表明，电磁兼容设计必须从系统研制的初期(即方案论证阶段)开始考虑，并应贯穿于研制过程的各个阶段。而且电磁兼容设计是实现系统电磁兼容的关键环节。有资料表明，若在产品开始研制时进行电磁兼容设计，大约90%的传导和辐射干扰都可得到控制，由此可见，从EMI噪声的产生开始分析，从中找到抑制EMI噪声的方法，并孰知有关的EMI噪声测试方法，对整机通过电磁兼容测试是大有裨益的。
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