在开关电源（AC-DC和DC-DC转换器）中，电磁干扰（EMI）始终是一个潜在的问题。尽管现代电源具备较好的电磁发射和抗干扰能力，但为了满足特定应用的要求，仍需采用正确的滤波技术以确保符合标准。
本文将提供实现AC-DC和DC-DC开关电源最佳EMI性能以及选择外部滤波器件指南。我们将探讨设备的电磁兼容性（EMC），包括传导、辐射、静電放電（ESD）、以及AC-DC電源输入線電流失真的问题。在欧洲，EMC指令2014/30/EU要求终端设备符合统一标准。在本文中，我们将介绍AC-DC和DC-DC開關電源傳導與辐射原理，并通过實例剖析滤波器件選擇對於EMI性能影響。
高效率可能导致高噪音
工程师们非常熟悉开关电源的高效率带来的小体积与重量轻的优点，但许多人也深受由此产生的噪声困扰。然而，先进设计会选择使用低噪声器件和拓扑来改善噪声，比如谐振拓扑。“频率抖动”等技术也有助于降低测量带宽中的电磁辐射。
开关波形上的“频率抖动”分析显示随着上升/下降时间Tr, Tf减小，辐射带宽增加，而幅度则受到Ton/Tp占空比影响。此外，一般开关波形的电子产品会存在差分模式(DM)与共模(CM)两种类型的传导噪声，它们通常同时存在且需要考虑。
示波器或分析仪可以轻松测量DM噪声，但CM噪声需要使用线路阻抗稳定网络(LISN)进行测量。这包括定义终端阻抗及过滤，以隔离来自上游供货商任何影响。LISN输出是DM与CM噪声加权组合，因此即使没有CM，也能检测到一半幅度DM的一半幅度。这意味着必须衰减DM & CM 噪音才能满足CISPR 22 及EN 55022标准。
对于更严格EMI规格或特殊应用场景，可以通过添加额外L-C滤波组件来进一步改善。但是，这并不总是最有效的情况，因为大的L值可能引起较大直流损耗，并导致自谐振现象。如果不是很明智地选用这些参数，就有可能让系统更加不稳定，从而恶化整体性能甚至造成安全隐患。
另外，对于某些应用，如果需要更低水平干扰，则制造商通常建议在外部添加一个L-C滤波器以降低差分模式(DM) 的传导方面之所以重要，因为它直接决定了能够接收信号质量，即使只有一根线也能对通信造成重大影响。当数据速率越快时，其敏感性就越强烈，所以这一点尤其重要，不仅因为单独的一个错误位改变结果，而且因为整个数据包都要被重新发送，使得这种错误极为昂贵。
因此，在设计过程中应该充分考虑到这类问题并采取相应措施，如提高信号处理速度或者采用适当误码校正方法，以确保信息完整无损地达到目的地。此外，还可以通过提高硬盘读写速度或者增大存储空间来降低发生错误概率，这样即便有误操作，也不会对用户造成太大的打击。
最后，要注意的是，由于涉及到的都是微观物理现象，所以理论模型往往难以完全准确反映真实情况，因此实际测试也是必不可少的一部分。
文章内容：
开关功放(PSU)
电力供应
电气工程
EMI/RFI
功放设计
工程学
技术发展
