你必須知道的電源技巧：小小的疏忽就能毀掉EMI性能！

開關模式電源（Switch Mode Power Supply，簡稱SMPS），又稱交換式電源、開關變換器，是一種高頻化電能轉換裝置，是電源供應器的一種。其功能是將一個位準的電壓，透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。開關電源的輸入多半是交流電源（例如市電）或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設備，例如個人電腦，而開關電源就進行兩者之間電壓及電流的轉換。

開關電源不同于線性電源，開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式（飽和區）及全閉模式（截止區）之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節省能源，產生廢熱較少。理想上，開關電源本身是不會消耗電能的。電壓穩壓是透過調整晶體管導通及斷路的時間來達到。相反的，線性電源在產生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區，本身也會消耗電能。開關電源的高轉換效率是其一大優點，而且因為開關電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。

若電源的高效率、體積及重量是考慮重點時，開關電源比線性電源要好。不過開關電源比較復雜，內部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚未加以處理，可能會產生噪聲及電磁干擾影響其他設備，而且若開關電源沒有特別設計，其電源功率因數可能不高。

在您的電源中很容易找到作為寄生元件的100fF電容器。您必須明白，只有處理好它們才能獲得符合EMI標準的電源。

從開關節點到輸入引線的少量寄生電容（100毫微微法拉)會讓您無法滿足電磁干擾(EMI)需求。那100fF電容器是什么樣子的呢？在Digi-Key中，這種電容器不多。即使有，它們也會因寄生問題而提供寬泛的容差。

不過，在您的電源中很容易找到作為寄生元件的100fF電容器。只有處理好它們才能獲得符合EMI標準的電源。

圖1是這些非計劃中電容的一個實例。圖中的右側是一個垂直安裝的FET，所帶的開關節點與鉗位電路延伸至了圖片的頂部。輸入連接從左側進入，到達距漏極連接1cm以內的位置。這就是故障點，在這里FET的開關電壓波形可以繞過EMI濾波器耦合至輸入。

圖1. 開關節點與輸入連接臨近，會降低EMI性能

注意，漏極連接與輸入引線之間有一些由輸入電容器提供的屏蔽。該電容器的外殼連接至主接地，可為共模電流提供返回主接地的路徑。如圖2所示，這個微小的電容會導致電源EMI簽名超出規范要求。

圖2. 寄生漏極電容導致超出規范要求的EMI性能

這是一條令人關注的曲線，因為它反映出了幾個問題：明顯超出了規范要求的較低頻率輻射、共模問題通常很明顯的1MHz至2MHz組件，以及較高頻率組件的衰減正弦(x)/x分布。

需要采取措施讓輻射不超出規范。我們利用通用電容公式將其降低了：

C = ε ˙ A/d

我們無法改變電容率(ε)，而且面積(A)也已經是小的了。不過，我們可以改變間距(d)。如圖3所示，我們將組件與輸入的距離延長了3倍。后，我們采用較大接地層增加了屏蔽。

圖3. 這個修改后的布局不僅可增加間距，而且還可帶來屏蔽性能

圖4是修改后的效果圖。我們在故障點位置為EMI規范獲得了大約6dB的裕量。此外，我們還顯著減少了總體EMI簽名。所有這些改善都僅僅是因為布局的調整，并未改變電路。如果您的電路具有高電壓開關并使用了屏蔽距離，您需要非常小心地對其進行控制。

圖4. EMI性能通過屏蔽及增加的間距得到了改善

總之，來自離線開關電源開關節點的100fF電容會導致超出規范要求的EMI簽名。這種電容量只需寄生元件便可輕松實現，例如對漏極連接進行路由，使其靠近輸入引線。通?？赏ㄟ^改善間距或屏蔽來解決該問題。要想獲得更大衰減，需要增加濾波或減緩電路波形。

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