什么是 EMI？

在要求電磁兼容性 (EMC) 的系統(tǒng)中，充當電磁源的元件應降低自身干擾，而遭受干擾的元件則應降低自身的易感性。當終端設備制造商集成各種供應商的元件時，確保干擾源和受影響電路兼容的唯一方法是建立一套通用規(guī)則，也就是將干擾限制在受影響電路能夠承受的一定水平。

這些規(guī)則是根據(jù)業(yè)界通用規(guī)范（如適用于汽車行業(yè)的國際無線電干擾特別委員會 (CISPR) 25

和適用于多媒體設備的 CISPR 32）建立的。CISPR 標準決定了任何 EMI 緩解技術的最終性能，因此對于 EMI 設計至關重要。由于 SMPS 是典型的電磁干擾源，因此本白皮書將重點介紹如何降低干擾。如需獲取 EMI 標準的完整列表，請參閱電源的傳導 EMI 規(guī)格概述和電源的輻射 EMI 規(guī)格概述。

除了解給定應用的相應標準之外，了解如何測量 EMI 也很重要，這將幫助您深入了解如何降低 EMI。EMI 測量通常分為傳導 EMI 測量和輻射 EMI 測量，顧名思義，這同時說明了 EMI 的測量方法和產(chǎn)生機理。盡管傳導發(fā)射通常與較低的頻率 (<30MHz) 相關，輻射發(fā)射通常與較高的頻率 (>30MHz) 相關，但這兩者之間的區(qū)別并不是那么簡單，因為傳導頻率范圍和輻射頻率范圍有所重疊。

傳導發(fā)射測量旨在量化從器件產(chǎn)生并返回到其電源的 EMI。對于許多應用而言，降低這些發(fā)射至關重要，因為同一電源線通常都連接著許多其他敏感電路。在現(xiàn)代汽車中，長線束的數(shù)量不斷增加，因此降低長線束的傳導 EMI 尤為重要。

圖 2 展示了用于傳導發(fā)射的通用測試設置，包括電源、線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡 (LISN)、EMI 接收器、電源線和被測器件 (DUT)。LISN 扮演著關鍵角色，可充當?shù)屯V波器，確保 EMI 測量的可重復性和可比性，并為 DUT 提供精確的阻抗。圖 2 還展示了將傳導發(fā)射細分為共模 (CM) 電流和差模 (DM) 電流。DM 電流在電源線與其返回路徑之間流動，是較低頻率范圍內的主要因素。CM 電流在每條電源線與接地之間流動，是較高頻率范圍內的主要因素。

輻射 EMI 測量的設置與傳導 EMI 測量類似，主要區(qū)別在于前者的 EMI 接收器不是直接連接到 LISN，而是連接到附近的天線。SMPS 中的輻射能量來自產(chǎn)生磁場的快速瞬態(tài)電流環(huán)路以及產(chǎn)生電場的快速瞬態(tài)電壓表面。由于產(chǎn)生輻射磁場的電流環(huán)路也產(chǎn)生 DM 傳導發(fā)射，并且產(chǎn)生輻射電場的電壓表面也產(chǎn)生 CM 傳導發(fā)射，因此許多 EMI 緩解技術都可以降低傳導發(fā)射和輻射發(fā)射，但可能專門針對其中一項。

通常，通過大型無源濾波器來緩解較低頻率的發(fā)射，會增加解決方案的電路板面積和成本。高頻發(fā)射在測量、建模和緩解方面面臨著不同的挑戰(zhàn)，這主要是其寄生性質導致的。常見的高頻發(fā)射緩解技術包括控制壓擺率和減小寄生效應。圖 3 總結了本白皮書中包含的緩解技術、這些技術適用的頻帶以及 CISPR 25 標準中的頻率范圍示例。