马永建，是目前中国最知名和最受尊敬的EMC实操专家之一，也是拥有20多年航空电子设备的EMC实际设计、开发、采购和技术管理经验，闻名全国军工和汽车电子界的EMC专家，著有《EMC设计工程务实》，他的特长就是让EMC理论落地，能够实际解决产品开发和设计中遇到的问题。

随着技术进步以后，电流变化与电压变化越来越大，电子产品的电磁兼容最后越来越严重。从 90年开始，随着出口产品的增加，打开国门以后，电磁兼容问题越来越得到重视。实际上如果说把电流变化率控制住，电压变化率控制住，基本上就已经达到控制的目的。从前有句话，叫做学好元器件，做好线路板，基本上就把电子兼容问题解决。下面讲电源的电磁兼容问题，一共分五个部分，第一部分是供电系统，分为集中式，分布式。第二 是单板分布式供电系统设计参数的注意事项。第三是在使用过程中，电源所导致的非理想的返回通道，非理想回路。第四是电源滤波，最后是开关电源，如何产生，如何控制。

供电系统




在设计电源的时候，电源分为这几种方式来进行供电，一是集中式供电，这样做价值非常便宜，但是可靠性差，实用差，而且效率非常低，但是现在还有企业在用。第二种是分布式供电，分布式供电分交流分布式和直流分布式。交流分布式将直接面对交融电，出现的问题非常麻烦，价格也非常昂贵。直流分布式，在安保防护这方面相互说较容易。或者是叫层架分布式或者单反分布式，层架分布式一层一层的每一层电源供应系统，如果两层之间功能相当的话，可以作为热备份处理，这种做法现在用的比较多，现在最常用单板分布式。一般来说，把电压降到安全范围内，然后各个供应口之间不需要专门的电源维护，但是需要电源模块可靠性非常高，因为现在电源模块做的技术程度比较高，所以可靠性也比较高，不过从单板单机来说价格比较高，维护成本非常低，所以价格收益较低，但是实用性非常好，效率非常高。

单板分布式供电系统设计参数注意事项

现在所有电源设计大部分是单板设计，当硬件，方案确定下来以后，就要选用什么？选用一个电压电流和功率，确定芯片工作电压，确定电源的供应电压。设计的时候一定要注意，不要选多品种，要想方设法把电压分的品种越多越好。主流的器电，电压的变化 不要太多，因为在整个一个板子上面，如果电压太多的话，电压之间隔离，隔离就存在一种沟槽或者隔离带，之间不能对流。


第二个点，如果电压确定下来以后要确定输出电流。因为难过较大，所以这里讲有两个方法，第一个方法在设计之前要进行估算，这个值只能说是估算值，因为要进行降额设计，设计完成以后要进行实际的精确测量，看单板上面到底多大的电流和功率，这是要考虑。因为降额设计，如果降额不大，很有可能导致你的电源故障或者不工作。比如说降额不足，重载，这样导致电源长期工作的时候，可能会发热，会导致故障，甚至会死机。轻载以后，大马拉小车，效率很低。

第二个问题，电磁兼容问题，当电容设计的时候，有滤博器或者滤波电路，用的都是反射滤波，滤波电路或者滤波器的阻抗是适配，干扰电流和干扰电压反回去，这样不会推过滤波器和滤波电路，负载阻抗低了很多，就打破了滤波电路设计的最基本的原理。电源模块在用的时候，要求负载要达到整个模块的要求阻抗的10%以上，如果很轻，就不好工作。一定要实际测量一下各个单元的实际电流多大然后进行修整，不 需要那么大就把它降下来，又贵又不好用干吗用那么大，这是设计中间很多人忽视的事，就是输出电流，大家一定要记住，电源设计是要降额的。第三个，如果单板模块功率不够，一般用更高功率的模块来带动，另外一个，两个模块并联使用，这种方式经常使用，这地方就要注意一个问题，两个模块并联的时候，需要负载均流，在设计中间是需要考虑。第二个，要故障完全隔离，设计的时候两个模块要设计一个控制电路，一个模块出现问题以后短路了，另外一个模块也不能工作，这个是很容易犯的错误，这是年轻工程师犯的错误，有经验的老工程师不会犯的错误。

电源导致的信号非理想的回路

所有信号包括电源的电流信号，从驱动端到接受端，最终都要返回驱动端，这点非常非常重要。当设计单层板的时候，设计一个线，多层板设 的时候，只设计信号线，而从来不关照回家线。它回来有两种模式，一个是沿着电源平面回流，一个是按照地平面回流，这是回路。出去信号最终 一定要回来，但是回流的时候，这个回路的电流，一定走的阻抗最小的路径，也就是说大部分时间是电感最小的路径。信号的回路面积与场强成正比，因此在设计的时候，电磁兼容性，很重要的因素就是回路面积。

设计的时候有一句话，叫做回路面积最小化，这是设计的最重要的原则。一个线路板在设计的时候，一定是多品种多种类的电源系统，一块板子上面有好多种电源，之间用沟槽技术隔离，这设计的时候是必须的，核心的器件，有意的把它中间要进行隔离，防干扰。一块板子，到处都是沟槽，如果按照电源层面回流的时候，这是一个沟槽，这上面是你的线，这是信号层，回流按照电源层回流，电流回来了以后过不去了，就相当于什么呢？ 咱们讲的抗日战争的时候，一个碉堡挖一个战壕，人跨那个战壕，怎么跨？只有能力强的人或者高手翻下去翻上来。

同样，如果回流有一部分可以通过耦合，两个沟槽之间一定有一个电容性的接触面，通过这个耦合跨过去，但是大部分跨不过去，它要回去，不回去不行，就要找通路，绕着沟槽开始找，沟槽多长绕多长，这是理想化的。。但是线路板每层板之间的间距非常小，线路间就有耦合电容，很有可能它的回流电 流耦合到另外一个板上去，线路串扰就发生了，这是非常严重的一个问题。所以我们在设计中间，这是非常非常致命，而且非常严重。同时，穿过同一沟槽走线间会有很高的耦合系数，沟槽本身的能量耦合到夹缝中，并通过夹缝线传播到其他的信号上。相当于一个传输线把整个耦合的噪声在所有线上传输，只要跨过这个线上就经过耦合，这样噪音就跨过来跨过去。为什么仿真软件不能完全用于实用，因为没法建模，不知道耦合哪去，实际上能找，每层剖析，先每层计算，找间距的大小，介质的影响等等，整个一个找过来，但是都是一个可能的途径，真是这个途径吗？所以在做的过程中，这个是大忌。

电源分配系统造成了这个非理想的回路，因为本身就这么画过来画过去，事后没办法补救，只有设计的时候处理。那怎么办呢？一定要从电源层面进行回流， 不能从地平面进行回流，第一种，就是说在沟槽上面，在信号返回的通道上面架桥。这个是沟槽，将这个拉开，我在上面架桥，信号的平率电流多少，然后选择这个频率的这个电流，协定频率，一个电流的协定平率点，这个阻抗是最小的，按照这个原理，电容架在两边，这是架桥过，回流过不来，就架桥过。

第二个用插分线传输，插分线是对线，最好是用地平面回流，那是最好的，所以非理想回路这一块，做到中间尽可能不要存在，或者说做的时候，也要考虑好的信号出去以后怎么样回来，要保证回路面积最小化，因为它影响太大。

（欲看完整版请点击以下链接）

http://www.cntronics.com/seminar/98/review/367

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