引言

　　由于市場(chǎng)對(duì)于提升信息技術(shù)和通信設(shè)備性能的需求，因此如今的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員面臨著必需設(shè)計(jì) EMI 兼容產(chǎn)品的巨大挑戰(zhàn)。在銷(xiāo)售之前，所有通常被規(guī)定為具有一個(gè)高于 9kHz 之已調(diào)時(shí)鐘信號(hào)的信息技術(shù)設(shè)備 （ITE） 都必須滿足相關(guān)的政府標(biāo)準(zhǔn)，例如美國(guó)的 FCC Part 15 Subpart B 和歐盟的 EN55022，這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)和商業(yè)環(huán)境 （Class A） 以及家庭環(huán)境 （Class B） 的最大可容許輻射發(fā)射。鑒于此類(lèi)嚴(yán)格的 EMI 標(biāo)準(zhǔn)、工程人力資源限制和產(chǎn)品快速上市要求，使得通過(guò) EN55022 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證之電源模塊的普及率有所提高。然而重要的是必須知曉電源模塊在認(rèn)證時(shí)所處的電氣操作條件，以避免在之后的設(shè)計(jì)過(guò)程中感到詫異。對(duì)開(kāi)關(guān)模式穩(wěn)壓器中的 EMI 干擾源和場(chǎng)強(qiáng)因子有所了解將有助于設(shè)計(jì)工程師選擇最佳的組件，以減輕特別是那些所需電流水平較高之尖端設(shè)備中的電磁輻射。

　　EMI 輻射源

　　由于其特殊的性質(zhì)，開(kāi)關(guān)電源會(huì)產(chǎn)生輻射到周?chē)髿庵械碾姶挪āＣ}沖電壓和電流將因開(kāi)關(guān)動(dòng)作而出現(xiàn)，并直接影響輻射電磁波的強(qiáng)度 （見(jiàn)邊欄）。此外，轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的寄生器件也會(huì)產(chǎn)生電磁輻射。圖 2 給出了一款典型的降壓型轉(zhuǎn)換器，其包括功率 MOSFET 的寄生電感器和寄生電容器。

　　在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期里，存儲(chǔ)在寄生電感器中的能量將和存儲(chǔ)于寄生電容器中的能量發(fā)生共振。當(dāng)能量釋放時(shí)將在開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn) （VSW） 上產(chǎn)生一個(gè)很大的電壓尖峰，其最大可達(dá)輸入電壓的兩倍，如圖 3 所示。當(dāng) MOSFET 的電流能力增加時(shí)，存儲(chǔ)在寄生電容器中的能量往往也會(huì)增加。另外，開(kāi)關(guān)動(dòng)作還使輸入電流以及流過(guò)頂端 MOSFET （ITOP） 和底端 MOSFET （IBOT） 的電流產(chǎn)生脈動(dòng)。此脈沖電流將在輸入電源電纜和 PCB 板印制線 （其充當(dāng)了發(fā)射天線） 上產(chǎn)生電波，從而產(chǎn)生輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射。

　　當(dāng)輸入電壓和輸出電流增加時(shí)，每個(gè)周期中功率電感器改變極性時(shí)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)上的電壓尖峰也將增大。而且，輸出電流越高，電路回路內(nèi)部產(chǎn)生的脈沖電流越大。因此，輻射發(fā)射在很大程度上取決于被測(cè)試器件所處的電氣操作條件。一般來(lái)說(shuō)，輻射噪聲將隨著輸入電壓和輸出功率 （特別是輸出電流） 的提高而增加。由于作為低噪聲替代方案的線性穩(wěn)壓器效率過(guò)低，而且在高電壓和高功率級(jí)別下耗散過(guò)多的熱量，因此設(shè)計(jì)工程師不得不克服因采用最先進(jìn)的開(kāi)關(guān)電源解決方案而引發(fā)的難題，其中的 EMI 抑制變得頗為棘手。