在电子设备设计中，电磁兼容性（EMC）是一个至关重要的方面，确保设备在复杂的电磁环境中能够正常工作。本文将详细解析开关电源EMC设计中必须掌握的几个基本概念，涉及电磁干扰（EMI）的产生与传输、控制技术等方面。
1. 电磁干扰的产生与传输
电磁干扰主要通过传导和辐射两种方式传播。传导传输是通过电路连接，如电源线和信号线，将干扰信号传递给敏感设备。辐射传输则以电磁波形式传播，例如通过天线的耦合、空间电磁场感应和平行导线间的感应耦合。
2. 电磁干扰的产生机理
干扰耦合分为传导耦合和辐射耦合。传导耦合包括电阻性、电容性和电感性耦合，这些耦合方式取决于干扰源和接收器之间的物理连接。辐射耦合则涉及到设备或线路作为天线的角色，既可辐射干扰，也能接收干扰。
3. 电磁干扰控制技术
- **传输通道抑制**：滤波器用于降低干扰信号，需考虑频率特性、耐压、额定电流等因素。正确安装和屏蔽能提高滤波效果。屏蔽分为电场、磁场和电磁场屏蔽，要关注屏蔽体的连续性和孔缝处理。接地技术包括安全接地和信号接地，需注意选择合适的接地点和抑制接地干扰。搭接是关键，确保低阻抗连接，分为直接和间接搭接。布线策略对PCB设计至关重要，如合理导线宽度、地线设计和多层板使用。
- **空间分离**：通过增大设备间距离，降低骚扰电磁场强度，防止感应耦合。在布线中限制平行线缆间距，规定引线条间最小间隔，调整骚扰源方位和取向。
- **时间分离**：当干扰难以消除时，可通过时间分隔技术，使有用信号与干扰信号在时间轴上错开，避免同时传输。
- **频谱管理**：规范频段分配，避免不同设备间的干扰，制定国家和行业标准，进行设备性能核准。
- **电气隔离**：利用隔离耦合形式如光电耦合，避免传导干扰并确保信号正常传输。DC/DC变换器是常用的隔离器件，可以提供独立电源，减少电源共阻抗干扰。
理解并熟练运用这些基本概念和技术，对于开发满足EMC标准的开关电源和电子设备至关重要，特别是在新能源、汽车电子、热分析等领域，确保设备的稳定性和可靠性。在实际设计过程中，需要综合考虑各种因素，灵活运用各种控制方法，以实现最佳的EMC性能。
