开关电源EMI整改经验总结

高频开关电源电磁兼容性（EMI）整改策略及其影响因素深入解析


一、高频开关电源的EMI问题分类及整改建议

高频开关电源作为现代电子产品中的核心组件，其EMI问题主要包括差模干扰、共模干扰、表面浪涌以及杂散辐射等。本文将针对不同频率段的EMI问题提出具体的整改策略和建议。请注意，本分析以单位设备的工作频率为基点。首先是频率低于1MHz名为区域内，以差模干扰为主。对这一区域的整改策建议包括：增大X电容量，增加差模电感的使用，对于较小功率的电源可考虑采用PI型滤波器进行处理。尤其是靠近变压器的电解电容的选择和优化。

二、1MHz至5MHz频段的EMI问题及解决策略

这一频率段内的EMI问题通常表现为差模干扰与共模干扰并存。对于差模干扰超标的情况，应调整X电容量，适当增设差模电感，并根据实际情况分析具体干扰源，以针对性地调整电感量。针对共模干扰，可增加共模电感，并根据干扰程度合理设置其感应电感量，同时更换特殊整流二极管，如采用FR107此类快速二极管代替常见的1N4007以增强对此类干扰的抑制能力。

三、5MHz以上频率段的主要EMI问题处理

在这一高频率区域，EMI问题往往涉及公共模式干扰和辐射问题。对于外壳接地的情况，增加磁环绕组数量，如10MHz以上，可以显著降低干扰。使用贴合电力变压器的铁芯上粘贴铜箔，并形成闭环，有效抑制了电源系统内的EMI。此外，改变后端输出整流管的吸收电路以及初级电路的电容布置也被认为是有效的解决方案。




四、20MHz至30MHz频段的EMI整改策略

对这一频段的整改策略主要围绕MOSFET的高速开关特性。建议通过增大驱动电阻、使用1N4007这类慢管作为VCC供电电源、增加变压器外部磁珠等措施。如果电源设计中包含小共模电感，它可以放置在输出整流管的前端，以进一步减少辐射。在MOSFET的DS脚并联一个吸收电路，同样有助于降低EMI。

五、30MHz至50MHz频段的高频EMI问题处理

在此频段内，电子设备的主要EMI问题多由MOSFET的快速开关过程所产生的反向恢复电流造成。采用磁珠串接在整流器件上、调整输出整流管的吸收电路参数、改变一二次侧的Y电容位置、在MOSFET和变压器之间增加BEAD CORE等技术手段，可有效地抑制EMI问题。同时，加强PCB布局设计，优化电磁兼容性能，也是不可或缺的策略。

六、50MHz至100MHz及以上传感区域的EMI优化

超过50MHz后，开关电源的EMI强度普遍较低，一般情况下都能满足EMI标准要求。对于这一部分优化，可以采用磁珠抑制输出电流的反向辐射、调整介质吸收材料的位置、改变相关元件的辐射方式（如采用铁夹固定MOSFET和二极管、改变散热器的接地方式）、增加屏蔽铜箔以阻止或减少电磁辐射。

结语


板图设计对EMI的影响

高频变压器初次级间的构造方法通常包括屏蔽层的设计，但其具体结构未明确讨论，这一因素在选择开关电源的PCB布局时需要谨慎考虑。良好的PCB布局是提高电磁兼容性（EMC）的关键。布局时注重大电解电容、变压器与MOSFET系统的环路设计，以及输出部分的电路系统化优化，都是提升EMI性能的重要策略。

请注意，不同的制造商的主开关管和主二极管参数有具体差异，这些差异可能导致EMI性能的不同。因此，针对选择配件时的参数匹配、PCB布局的优化以及生产过程中的质量控制等方面，厂家应保持高度关注，以确保产品最终能够满足EMI标准要求。

总之，通过精准分析EMI问题背后的根本原因，并采取针对性的整改措施，能够显著提高开关电源的电磁兼容性能，从而提升产品的整体质量与市场竞争力。