开关电源电磁兼容分析与设计

杜佐兵高级讲师及专家顾问，高级EMC注册工程师，企业高级技术专家、顾问，电源网长期特邀讲师，柠檬豆平台玺品智库专家。主要研究方向为工业及消费类电子产品的电磁兼容设计、开关电源及LED背光驱动设计。服务多个知名家电品牌，为其进行EMC设计，建立企业设计标准及规范，获得“家电联盟EMC专家”称号。组织多场关于产品电磁兼容分析与设计、电磁兼容整改等方面的培训活动。

王海彦毕业于武汉工程大学工业电气自动化专业。从事家电电视产品的机芯开发、产品测试验证、产品全流程认证等工作近20年。参与多品牌、多型号的电视产品机芯开发与电磁兼容设计。获得研发流媒体多功能大屏幕液晶电视科技奖、无尾电视发明奖等。目前从事家电电视外设产品的可靠性及电磁兼容设计方案研究。

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

1.3开关电源中的差模和共模噪声//50

1.3.1差模噪声的主要来源//53

1.3.2共模噪声的主要来源//53

1.3.3半导体器件与共模噪声源//57

1.3.4传导干扰与共模电流分析//58

1.3.5辐射发射与共模电流分析//59

1.3.6产生共模辐射的条件//62

1.3.7EMC测试的实质与共模电流//62

1.3.8典型的共模干扰在电路内部传输的机理//63

1.3.9共模干扰电流影响电路工作的机理//65

第2章电磁干扰传输和耦合理论//69

2.1电磁干扰的传输途径//69

2.2传导耦合原理//70

2.2.1电阻性耦合//70

2.2.2电容性耦合//75

2.2.3电感性耦合//78

2.2.4传导耦合的综合考虑//82

2.3辐射耦合原理//83

2.3.1辐射场强//83

2.3.2辐射耦合方式//87

2.3.3电磁辐射对电路产生的干扰//88

2.3.4减小辐射干扰的措施//91

第3章章非隔离电源与反激电路的EMI分析与设计//92

3.1非隔离变换器的EMI分析与设计//92

3.1.1BUCK变换器//93

3.1. 2BOOST变换器//109

3.1.3BUCK-BOOST变换器//110

3.2反激电路的干扰源及传播路径//118

3.3问题分析//127

3.4设计技巧//132

3.5案例分析//133

第4章开关电源PFC电路的EMI分析与设计//142

4.1PFC电路的干扰源及传播路径//144

4.2问题分析//153

4.3设计技巧//159

4.4案例分析//163

第5章开关电源LLC电路的EMI分析与设计//167

5.1LLC电路的干扰源及传播路径//169

……

第9章开关电源EMI测试与优化//261

9.1开关电源传导发射的测试与优化//262

9.1.1测试与整改的步骤//263

9.1.2优先排除外部耦合//263

9.1.3输入滤波器的应用优化//265

9.1.4EMI输入滤波器的动态特性问题//267

9.2开关电源辐射发射的测试与优化//268

9.2.1电源线的电磁辐射//272

9.2.2预测电源线的辐射强度//272

9.2.3从RE标准计算对共模电流的限值//273

附录//275

附录AEMC常见的不符合项及整改对策//275

附录B开关电源的常用拓扑结构电路及开关器件应力计算参考//278

参考文献//281

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EM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。