影响电源模块性能的元凶--电磁干扰这几点开发者必先要注意

许多开发者在做电子项目研发时候，经常会碰到产品性能不稳定的情况。这有可能就是受电磁干扰的影响。

如何抑制电磁干扰，一直都是开关电源模块设计中不可忽视的问题，其不仅关系到电源模块本身的可靠性，也关系到整个应用系统的安全和稳定性。全面抑制开关电源模块的各种噪声干扰才会使开关电源模块得到更广泛的应用。

一、电磁干扰的定义

电磁干扰(ElectroMagneticInterference，简称EMI)是指任何在传导或电磁场伴随着电压、电流的作用而产生会降低某个装置、设备或系统的性能，或可能对生物或物质产生不良影响之电磁现象。

二、电磁干扰的产生

骚扰源、敏感设备与耦合途径并称电磁干扰三要素。对于开关电源模块来说，噪声的产生在于电流或电压的急剧变化，即di/dt或dv/dt很大，因此高功率和高频率运作的器件都是EMI噪声的来源。具体来说，其来源主要有：

(1)外界耦合的干扰(主要在输入端和输出端产生);

(2)开关管;

(3)变压器;

(4)二极管;

(5)储能电感;

(6)PCB板布局和走线不合理从而产生的回路干扰。

三、抑制电磁干扰的对策

人们总是想方设法地将电磁干扰三要素之中的一个去掉：屏蔽掉骚扰源、隔离开敏感设备或者切断耦合途径。从能量的角度来讲，电磁干扰是一种能量，无法不让它产生，只有用一定的办法去减小其对系统的干扰。可用到的方法可分为两大类：一种是让能量泄放掉;另一种是把能量给挡在外部。可以说一种方法是减小其产生的幅度，另一种则切断其传播途径。

下面针对具体的方面一一分析：

1、外界干扰的耦合(输入端和输出端)

(1)输入端

输入端是整个电源的入口处，电源内部的噪声也可由此传播到外部，对外界造成干扰。通常采用的策略是在输入加X电容、Y电容、差模电感和共模电感对噪声和干扰进行过滤。图1就是一种比较常见的EMI滤波电路。

图1 EMI滤波电路

其中L1、CY1和CY2组成的滤波电路可以抑制电源线上存在的共模干扰信号。当有共模干扰电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模干扰。差模电感L2和X电容，组成的低通滤波可抑制电源线上的差模干扰。

(2)输出端

对于输出，特别是有长输出引线的情况，电源模块跟系统搭配后，电源内部一些噪声干扰就可能由输出线而耦合到外界，干扰其他用电设备。对此，最好的办法是同对付输入端的干扰一样去加一些共模滤波和差模滤波。此外，还可以在输出线串套磁珠环;采用双绞线或是屏蔽线，以达到抑制EMI干扰的目的。

2、开关管

在电源模块的工作过程中，由于开关管结电容的存在，开关管在快速开关的时候就会产生毛刺和尖峰，这样就会有一些传递或发射出来。另外开关管的结电容和变压器的绕组漏感也有可能产生谐振而发出干扰。

对此可采用的对策有：

(1)开关管D极和G极串加磁珠环，这样等于加了一个小电感，减小开关管的电流变化率，从而达到减小尖峰的目的。

(2)在开关管处加缓冲电路或采用软开关技术，减小开关管在快速工作时的尖峰，使其电压或电流能缓慢上升。

(3)减小开关管与周边组件的压差，那么开关管的结电容可充电的程度会得到一定的降低。

(4)增大开关管的G极驱动电阻。