反激式开关电源EMI理论基础及整改措施

01

辐射定性分析方法

麦克斯韦方程组揭示了电场、磁场的来源及关系，并预言了电磁波的存在，奠定了经典电磁场理论。在此基础上，引入“矢量势”的概念，并增加库伦规范和洛仑兹规范限定条件，进而得到小环天线辐射场的磁场和电场强度表达式：

其中，S为环形面积，r为辐射源到辐射测试处的距离，λ为波长，I为环路中的电流大小，Z为波阻抗（常数，120π），θ为辐射方向与测试位置的夹角。

上式可定性指导反激式开关电源的辐射整改：

1. 环路面积越小，辐射量越小；
2. 负载电流越小，辐射量越小；
3. 测试距离越远，辐射量越小；
4. 工作频率越高，辐射量越大；
5. 垂直方向和水平方向测试到的辐射强度不同。

02

辐射整改案例

案例一 Y电容回路影响

实验结果： 基于PN8386P+PN8306H的5V3.4A充电器，不同Y电容回路，垂直方向辐射相差6dB以上。

原因分析： Y电容将流过变压器的共模电流旁路为差模电流以改善EMI，该回路为辐射干扰源，回路面积越小EMI越好。

基于PN8386P+PN8306H的5V3.4A充电器PCB布线

CY1回路辐射测试结果(CY1=1nF，移除CY2)

CY2回路辐射测试结果(CY2=1nF，移除CY1)

案例二 RCD回路影响

实验结果： 基于PN8235+PN8306H的5V3.4A充电器，不同RCD吸收回路布线，垂直方向辐射相差10dB以上。

原因分析： 主开关管漏极为强干扰源， RCD吸收用以减弱此干扰量，RCD越靠近漏极辐射量则越小。

RCD吸收远离主开关管漏极PCB布线及辐射测试结果

RCD吸收靠近主开关管漏极PCB布线及辐射测试结果

案例三 di/dt影响

实验结果： 基于PN8160M的12V1.5A适配器，不同型号输出整流二极管，垂直方向辐射相差3dB以上。

原因分析： 在电流连续模式下，输出二极管反向恢复特性不同，di/dt引起的辐射能量不同。

基于PN8160M的12V1.5A适配器PCB布线

DO201-AD封装5T100辐射测试结果

TO277封装的10V80辐射测试结果

**案例四 dv/dt影响 **

实验结果： 基于PN8680M的12V1A适配器，主开关管是否并联Cds电容，垂直方向辐射相差3dB以上。

原因分析： Cds可减缓主开关管Vds的dv/dt，减小辐射量。

基于PN8680M的12V1A适配器PCB布线

无Cds电容辐射测试结果

有Cds（33pF）电容辐射测试结果

案例五 输出工模电感影响

实验结果： 基于PN8160H的12V2A适配器，是否带输出共模电感，垂直方向辐射相差6dB以上。

原因分析： 输出共模电感可有效阻碍共模干扰电流通过输出线向外辐射能量。

基于PN8160H的12V2A适配器PCB布线

无输出共模电感辐射测试结果

有输出共模电感辐射测试结果