为了提高开关电源产品（SwitchModePowerSupply，简称SMPS)的开关频率和质量，电磁兼容性是一个不容忽视的问题。造成SMPS电磁干扰的因素还有很多，抑制电磁干扰还有很多工作要做。只有在设计中充分考虑了电磁兼容性，才能使SMPS得到广泛应用。

一.导言

电磁兼容(EMC)是指电子设备或系统在规定的电磁环境水平下，不因电磁干扰而降低其性能指标，其产生的电磁辐射不大于规定的极限水平，不影响其他电子设备或系统的正常工作，达到设备和系统之间互不干扰，共同可靠工作的目的。

世界各国都相应地制定了自己的EMC标准。例如国际电工委员会的1EC61000和C1SPR系列标准，欧共体的FN系列标准，美国联邦通信委员会的FCC系列标准和我国的GT3/T13926系列EMC标准等。随着国际电磁兼容法规的日益严格，产品的电磁兼容性越来越受到重视。

SMPS作为电源设备，其应用越来越广泛。随着电力电子器件的不断升级，SMPS的开关频率和开关速度也在不断提高，但开关的快速通断造成了电压和电流的快速变化。这些瞬态电压和电流，加上电力线、寄生参数和杂散电磁场，会产生大量的电磁干扰。

二、SMPS的干扰源分析

SMPS产生的电磁干扰(EMI)按耦合通道可分为传导干扰和辐射干扰；根据噪声干扰源的类型，可分为峰值干扰和谐波干扰。SMPS工作过程中产生的浪涌电流和峰值电压形成干扰源，工频整流滤波中使用的大电容充放电，高频时开关管的电压切换，输出整流二极管的反向恢复电流都是这类干扰源。

三.电磁干扰的抑制措施

电磁干扰是由三个基本要素结合而产生的:电磁干扰源；对干扰能量敏感的设备；将电磁干扰源传输到敏感设备的介质是传输通道或耦合方式。SMPS产生的电磁干扰的抑制措施主要从两个方面考虑:一是降低干扰源的干扰强度；首先是切断干扰传播途径。

常见的抗干扰措施有电路隔离、屏蔽、接地、安装EMI滤波器和PCB板的合理布局布线。

1.电路的隔离

在SMPS中，电路隔离主要包括:模拟电路的隔离、数字电路的隔离以及数字电路与模拟电路之间的隔离。主要目的是通过隔离元件来切断噪声干扰的路径，从而达到抑制噪声干扰的效果。SMPS模拟信号控制系统的隔离，交流信号一般采用变压器隔离，DC信号一般采用线性隔离器(如线性光耦)隔离。数字电路的隔离主要有:脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离等。其中，数字输入隔离主要采用脉冲变压器隔离和光电耦合器隔离；数字输出隔离主要采用光电耦合器隔离和高频变压器隔离。

2.防护的

屏蔽一般分为两类，一类是静电屏蔽，主要用于防止静电场和恒定磁场的影响；另一种是电磁屏蔽，主要用于防止交变电场、交变磁场、交变电磁场的影响。屏蔽是抑制SMPS辐射干扰的有效方法。电场可以用导电性好的材料屏蔽，磁场可以用磁导率高的材料屏蔽。

3.接地

为了防止各种电路相互干扰，使它们相互兼容工作，工作接地根据电路的性质分为不同的类型。如DC地、交流地、数字地、模拟地、信号地、电源地、电源地等。在电路设计中，交流电源应与直流电源分开，模拟电路应与数字电路分开，电源地应与弱电地分开。

4.安装EMI滤波器

电力滤波器安装在电力线和电子设备之间，用于抑制来自电力线的传导干扰，减少来自电网的传导干扰，对提高设备的可靠性有重要作用。SMPS产生的电磁干扰主要是传导干扰，传导干扰分为差模干扰和共模干扰。SMPSEMI滤波器的基本网络如图1所示。滤波器由共模扼流圈L、差模电容Cx和共模电容Cy组成。共模扼流圈L由缠绕在同一高导磁率磁芯上的两个绕组组成，其结构使得差模电流产生的磁通量相互抵消。这种结构可以用更小的体积获得更大的电感，也不用担心工作电流导致饱和。每个绕组和电容Cy分别构成L-E和N-E两对独立端口的低通滤波器，形成共模滤波网络，用于抑制电力线上的共模干扰。至于共模扼流圈L、差模电容Cx、共模电容Cy的取值，滤波器的谐振频率应尽可能低于SMPS的工作频率，这样才能滤除整个频段。

5.合理的布局和布线。PCB板

SMPS的辐射干扰与电流路径中的电流、路径的环路面积和电流频率的平方的乘积成正比，即辐射干扰。应用这种关系的前提是路径尺寸远小于频率的波长。上述关系表明，减小过孔面积是降低辐射骚扰的关键，也就是说SMPS的元器件之间要紧密排列。在一次电路中，要求输入电容、晶体管和变压器相互靠近，布线紧凑。在次级电路中，要求二极管、变压器和输出电容彼此靠近。在印刷电路板上，正负载电流导体分布在印刷电路板的两侧，并尽量保持两个载流导体相互平行，因为平行且靠近的正负载电流导体产生的外部磁场往往会相互抵消。