EMC开关电源电磁兼容分析与设计

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　　电子行业中开关电源的设计应用与电磁兼容（EMC）一直以来都是一个难点，同时很少有书籍专门对开关电源EMC进行全面的阐述。本书通过理论到实践，介绍了开关电源电磁兼容的正向设计。正向设计是以电磁兼容理论、方法和过程等效模型为指导，从系统（非隔离的DC-DC电路到隔离系统的反激电路、PFC电路、LLC电路、磁性元件、PCB设计等）角度对开关电源系统进行EMC分析与设计，从而提升开关电源系统EMC的性能及可靠性。最后还介绍了开关电源EMI测试与优化方面具体的实践内容。本书以实用为目的，化繁为简，将复杂的理论简单化，可以作为在企业中从事电子产品开发的部门主管、EMC设计工程师、EMC整改工程师、EMC认证工程师、硬件开发工程师、PCB Layout工程师、结构设计工程师、测试工程师、品管工程师、系统工程师等研发人员进行EMC设计的参考资料。

前言
第1章开关电源电磁兼容正向设计理论//1
1.1电磁兼容设计中的基本措施及滤波器电路//1
1.1.1电磁兼容设计中的电容器//3
1.1.2电磁兼容设计中的电感器//17
1.1.3电磁兼容设计中的铁氧体EMI抑制器件//21
1.1.4电磁兼容设计中的滤波器//26
1.1.5电源线滤波器的电路分析设计//30
1.2EMC相关理论 //40
1.2.1电路中的差模与共模信号//40
1.2.2时域与频域//42
1.2.3分贝的概念及换算关系//44
1.2.4电场与磁场//45
1.2.5电磁干扰三要素//48

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前　　言

目前,几乎所有的电子产品都离不开开关电源。对于带有开关电源设计的产品，如果不考虑EMC问题，就很可能导致不能通过EMC测试，以至于无法通过相关的法规认证。电源开发设计人员都会经历让电源成功量产的磨练，其问题点要么是热设计，要么是安规问题，当然 麻烦的还是EMC问题，因为EMC问题是 难预测的。设计工程师通常发现在开关电源EMC问题上，将发射频谱在某一频率降下来，却又会在另一频率上超标。在设法符合了传导发射限制后，可能会发现辐射限制值又超标了。电磁干扰（EMI）是开关电源设计中公认的 有挑战性的领域，这在一定程度上是因为许多寄生参数在产生影响，这些寄生参数 需要关注，所以再次调整将不可避免。如果对电源本身有深刻的理解，则电源的主体就不需要进行重新设计，只需要在EMC的领域进行分析和优化。有一本更接地气的关于开关电源类的EMC分析与设计参考书籍是目前行业电子工程师亟需的。EMC的分析与设计实际上是和测试相关联的,EMC的分析和设计需要建立在EMC测试的基础上。EMC的三要素是关键因素，如干扰源、耦合路径、敏感源/设备。敏感源/设备如果是敏感电路或器件就可能会有EMS问题；敏感源/设备如果是接收天线，当干扰源存在等效发射天线时就可能会有EMI辐射发射问题。传导干扰测试是通过线路阻抗稳定网络（LISN）进行的，在50Ω阻抗一定的情况下，传导干扰的大小程度取决于流过LISN中这个电阻的电流，那么 简单的处理EMI传导问题的方法就是要降低流经这个电阻的电流，在实践的过程中在电源端口传导干扰的问题在于流过电源端口的共模电流，分析其共模电流的路径和大小就变得非常重要。对于辐射干扰，当在屏蔽暗室进行天线接收测试时，可以减小流过产品中等效发射天线模型（单偶极子天线模型）的共模电流，从而有利于解决辐射发射的问题。对于开关电源的EMC问题的分析和设计，思路和方法很重要，比如，任何的信号源总是要返回其源头，即电流的路径总是从源端到负载再返回到源端。这时就可以分析出所有的等效路径，建立简化的等效模型。在EMC领域，任何的开关电源拓扑结构电路都会存在du/dt、di/dt。电路中也没有的零阻抗，当电路中的导体一旦有电流流过，就会产生一定的电压降。利用欧姆定律，在电子电路板上就没有零电压和零电流值，其可能在μA、μV级别的范围内，即存在一开关电源电磁兼容分析与设计前言