电磁兼容（EMC）：传导骚扰差模频段超标机理及解决方案

     目录

1 家用电器传导发射限值要求

2 传导测量等效电路

3 传导测试数据差、共模干扰分段

4 差模干扰源分析及解决方案

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       电子产品需要满足电磁兼容EMC要求，EMC包括抗扰度试验（EMS）和辐射类试验（EMI），发射类试验中最常见的两项试验有传导发射（CE）与辐射发射（RE）。

1 家用电器传导发射限值要求

       家用及类似用途电器的传导发射限值如下图（也叫端子电压测试），测试数据的频段从150kHz至30MHz。

       将上表中dBμV单位换算成μV，也就是50Ω电阻上的电压为0.2~2μV，流经该电阻的总电流的范围在4~40nA。

频率范围	在电源端子上		在负载端子和附加端子上
1	2	3	4	5
MHz	μV准峰值	μV平均值	dB(μV)准峰值	dB(μV)平均值
0.15~0.50	随频率的对数线性减小 2~0.63           0.89~0.2		10	3.16
0.50~5	0.63	0.2	5	1.58
5~30	1	0.316	5	1.58

2 传导测量等效电路

       测试接收机的测量电路是50Ω电阻上的电压，分为差模和共模回路电流。图中蓝色线表示差模干扰回路，红色的线表示共模干扰回路。

3 传导测试数据差、共模干扰分段

      下图是一份传导骚扰测试数据，其中150kHz~500kHz频段以差模干扰为主，500kHz~10MHz差模与共模共同，10MHz~30MHz以共模干扰为主。

4 差模干扰源分析及解决方案

        差模干扰等效电路如下，将LISN内部简化看成是100Ω内阻，整个传输路线等效阻抗看成一个总的Zdm，差模干扰电压源等效为Vdm。在产品设计阶段需要尽量将Zdm设计大，Vdm越小越好。

        以开关电源初级电路为例，其中最主要的差模干扰源为功率回路，任何元器件都非理想元器件，储能大电容具有一定量的寄生电阻ESR，当MOS管按工作频率闭合导通时，也就是ESR产生同样频率的干扰电压。可以用高压差分探头测试储能大电容两端的纹波电压来进行估算验证参数设计及PCB走线是否有效果。因此在对EMI有要求的产品设计中，储能大电容一定要选择低ESR系列电容。理论上，整流桥导通时，该高频纹波噪声应该仅出现在整流桥输入侧。事实上，整流桥关断时，噪声也会通过整流二极管的寄生电容泄漏到市电输入端。

         在从整流桥到市电输入端口的EMI滤波电路，也就可以等效为Zdm，包括PCB走线以及相应的线缆。因此在低频段，通常加大差模电感和X电容的容量都会对降低差模干扰有效果，当加大后仍无明显改善效果，此时就需要考虑其它的耦合路径了，包括近场辐射。

       假设功率回路最大电流值为2A，储能电容的ESR为1Ω，即差模电压源为2V，在150kHz频点下，LISN的限值电压是2μV，差模滤波电路的插入阻抗至少为

       针对低频段差模解决方案思路：分析产品中的差模干扰源Vdm，并尽量降低其大小；增加传输路径的差模阻抗Zdm，使LISN上测量到的干扰电压最小化。

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