在電子行業中，在較小空間中具有更多功能的小型設備的趨勢仍然有增無減。隨著空間縮小，設備之間干擾的可能性隨著系統在密集封裝的板和機架中配合更多功能而增加。隨著頻率上升和電壓水平下降，傳導EMI的控制成為一項更為重要的設計任務。

EMI控制是一項高度依賴于許多設計元素的復雜設計任務，它使用無源和有源濾波器，管理傳導噪音。與無源解決方案相比，有源EMI濾波器可減小共模扼流圈的體積 - 允許濾波器采用1“x 1”x 0.2“封裝，并提供薄型表面貼裝器件。較小的尺寸可節省寶貴的電路板空間，降低的高度可增強氣流，從而實現更好的熱量管理。

有源EMI濾波器（圖1中標記為QPI）可在150 kHz的頻率范圍內衰減傳導模式和差模噪聲。傳導發射標準EN55022（CISPR22）要求30 MHz。圖2顯示了DC-DC轉換器噪聲曲線的前后圖，以展示有源濾波器的性能。圖是使用標準測量技術拍攝的，并設置了結果顯示了標準DC-DC轉換器在負載下的總噪聲頻譜，與EN55022 B類準峰值檢測限相比。該圖顯示有源濾波器可有效降低總傳導值。 ise頻譜遠低于要求的極限。

圖1：DC-DC轉換器的有源EMI濾波器（標記為QPI）的典型圖。 CIN和C1，C2，C3和C4的值是轉換器制造商通常推薦的值。

圖2：沒有濾波器的DC-DC轉換器的傳導EMI曲線（左）并且使用有源EMI濾波器（右）。

設計人員應注意，為了傳導噪聲選擇和鑒定EMI濾波器，他們必須在適用的EMI標準規定的設置和條件下測試其產品中的濾波器。濾波器選擇或設計必須基于預濾波的噪聲幅度和所關注的頻譜。產品的傳導噪聲曲線包括差分和共模噪聲。它還可能包括輻射噪聲，具體取決于測量設置中的EUT屏蔽和電纜屏蔽。 IEC（國際電工委員會）規范CISPR 16-2-1描述了傳導干擾的測量方法。

應用中的濾波器性能高度依賴于輸入總線和負載阻抗，不能從零偏差推斷出來。僅50歐姆的插入損耗數據。最終噪聲性能是濾波器元件，設備接地和噪聲源阻抗的復雜函數，其在感興趣的頻譜上在幅度和相位上變化。

圖3：頻譜分析儀測試設置（QPI和轉換器在地平面上方5 mm）。

有源EMI濾波器可在EN55022范圍內提供150 kHz至30 MHz范圍內的傳導噪聲的有源共模衰減。這是通過檢測在總線中流動的共模電流并在屏蔽平面處產生低阻抗以將噪聲再循環回到發生源來實現的。當如圖1所示連接時，控制環路將主動驅動屏蔽引腳，并將總線中的共模電流降低到接近圖2中共模電流比衰減曲線的值。

設計滿足傳導發射標準的第一步是盡量減少噪聲發生器。在系統內的供電總線和參考地上測量的傳導噪聲源通常由功率轉換部分引起，并且在較小程度上由數據I/O線或PWM風扇電機驅動電路等其他來源引起。

對于磚型轉換器，某些拓撲結構和制造商產生的噪聲比其他產品低。了解轉換器的基線噪聲至關重要。下一步是最小化噪聲源到電源的耦合路徑。大多數DC-DC轉換器制造商建議將其產品與無源元件去耦，并通過PCB接地層進行屏蔽。即使是最好的低噪聲轉換器通常也需要額外的濾波和去耦才能通過一致性測試，尤其是EN55022 B類限制。

傳導噪聲的兩個組成部分是差分和共模。由輸入差動電流的AC分量在電源總線上產生差模噪聲，該分量由轉換器提供給提供輸入功率的總線電源的輸入電流的變化引起。產生的差模電流是CISPR 16-2-1中定義的對稱電壓。

大多數轉換器制造商指定最小輸入電容（Cin），以提供低輸入源阻抗，以實現穩定工作。推薦的大值電解電容在轉換器基波的諧波頻率下不具有低阻抗。因此，具有良好高頻特性的低值電容應與電解輸入電容并聯。即使采用這種方法，一些差分交流電流也會從總線流出，從而在總線上產生差模噪聲電流。

為了滿足B類規范的最低水平，有源EMI頻率范圍內的差分電流應該小于21dBμA。這相當于50歐姆的55dBμV或562μV的均方根電壓。總線的長度可根據系統安裝而變化。為了減輕此變量的影響，電容器CB（圖1）應為QPI提供低源阻抗，從而最大限度地減少從轉換器輸出反射到QPI的瞬態負載期間的輸入偏移。總線寄生電感和CB形成額外的差分噪聲電流濾波。

電源總線上的共模噪聲定義為CISPR 16-2-1中的不對稱電壓。 CISPR 16-2-1還將共模干擾描述為主要測量信號和控制線的干擾。有源濾波器旨在解決電源總線上的共模噪聲問題。

高dv/dt E場（通常在主開關處），次級整流器和電源變壓器寄生電容是共模噪聲的原因。由轉換器中的高水平dl/dt引起的功率磁性和寄生電感的B場也是共模噪聲源。這些高場產生的所有噪聲電流必須返回其源。 E場的最佳實踐是通過共屏蔽接地層提供帶電容器的返回路徑 - 通常稱為“Y”帽。

對于一致性測試，線路阻抗穩定網絡（LISN）的地平面提供返回路徑，如圖3中的測試電路所示。在一致性測試中，共模電流流過LISN的總線+和總線的50歐姆測量路徑，返回到被測設備的源頭（ EUT）通過連接LISN和EUT的導線。

CISPR22測試限制是指特定系統在指定頻譜上的總噪聲。差分和共模噪聲分量都會導致一致性失效，并且通常都必須衰減以通過B類限制。這里將不涉及類別區分細節，但基本上，A類允許更高的噪聲水平，通常在固定系統中，與一般消費者和便攜式應用的B類允許的噪聲水平相比。最近，固定系統的標準已提升到各個數據通信板的AdvancedTCA?PICMG?3.0要求中的B類傳導噪聲限制。

還有不同的檢測技術會影響通過/未通過標準的限制。 EN55022準峰值檢測B類限值是本文所有圖中的限制線。

結論

本文件中顯示的結果是通過圖3所示的測試配置獲得的。使用頻譜分析儀代替準峰值，以顯著降低分析儀的掃描時間。使用準峰值檢測測量模式將通過該檢測方法引入的因子導致較低的測量幅度。