五张图看懂EMI电磁干扰的传播过程

shuszhao

电磁干扰是电子电路设计过程中最常见的问题，设计师们一直在寻找能够完全消除或降低电磁干扰，也就是EMI的方法。但想要完全的消除EMI的干扰，首先需要的就是了解EMI是什么，它的传播过程是怎样的，本文就将对EMI的传播过程进行一个大致的介绍。
EMI是电磁干扰的统称，但实际上电磁干扰分为两种，一种是传到干扰，另一种是辐射干扰。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输，互相产生干扰。进一步细分，传导干扰又分共模干扰和差模干扰。


EMI的传播过程

                               
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EMI的传播过程主要途经三个部分，干扰源、干扰途径、接收器。对于开关电源来说，最后一部分是不需要考虑的，干扰源也不能消灭，因为它也是开关电源之所以能工作的源头，但是可以通过软开关、加缓冲等方式来使干扰源的干扰小一些。控制干扰途径是降低开关电源EMI的重要一环，也是本文的重点。


信号源波形产生的频谱

                               
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电压波形产生的频谱

周期信号的频谱是没有偶次谐波的，正负对称的波形产生的频率分量更少，像桥式电路。 高数都忘光了，有兴趣的做一下FFT。


占空比和波形斜率的影响

                               
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占空比越大时，干扰的幅度也大一些，这个可由FFT的系数算出来。

                               
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波形的斜率对干扰的高频部分影响非常大。低频部分几乎没有影响。低频部分主要由波形的幅度和高电平部分的宽度决定的，但高频部分大幅度下降的转折点为1/(3.14*tr),所以tr越大时，转折点的频率越低，高频下降越大。
所以我们应该想到降低斜率的措施，缓冲电路。

                               
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小结：

· 电压和电流波形都有很丰富的频率成分
· 超过200M时由于幅值已经很低，所以影响很小
· 波形影响低频部分
· 上升沿和下降沿影响高频部分
· 占空比对个频谱幅值有一点影响
可以看到电磁干扰的过程并不简单，但也并非复杂难解。只有在充分理解EMI的原力之后才能对EMI进行行之有效的规避和抑制，希望大家在阅读过本文后能对EMI有进一步的了解。