随着电力电子技术的发展，开关电源模块凭借体积小、效率高、工作可靠等优势，逐步取代传统整流电源，广泛应用于各领域。然而，其高频工作特性会产生高 dv/dt 与 di/dt，引发强烈谐波干扰和尖峰干扰，通过传导、辐射、串扰等途径影响自身及周边电子系统，同时也易受外界电磁干扰，这一电磁兼容性（EMC）问题直接关系产品能否通过 3C 认证进入市场。电磁兼容学涉及多学科理论，对开关电源进行 EMC 设计，需先明确兼容标准、关键电路、干扰源及防护措施，比创达在该领域深耕多年，基于丰富实践经验，针对隔离式 DC/DC 变换器的 EMC 设计展开深入研究。

一、开关电源电磁干扰源解析

（一）内部干扰源

二极管反向恢复干扰：开关电源中整流、续流二极管工作在开关状态，导通时产生高压尖峰 VFP，关断时因反向恢复时间 trr 及封装、引线电感，出现反向电压尖峰 VRP 与瞬变反向恢复电流 IRP，成为电磁干扰根源。

开关管开关动作干扰：不同拓扑结构中，开关管电流波形含高频成分，开通时因开关时间短、引线电感产生高 dv/dt 与尖峰电压，关断时产生高 di/dt 与电流尖峰，引发强电磁干扰。

磁性元件干扰：输入滤波电感、功率变压器等磁性元件，因寄生电容、漏感、绕组高频脉冲电流及饱和状态下的电流突变，产生电磁辐射与耦合干扰；负载突切时还会形成电压尖峰。

其他内部干扰：控制电路高频脉冲信号产生高次谐波；地环路、公共阻抗耦合及控制电源噪声引发干扰；不合理布线通过耦合电容与分布互感串扰或辐射；热辐射以电磁波形式影响元器件稳定工作。

电流电压波形图

（二）外界干扰源

电网谐波、雷电、太阳噪声、静电放电，以及周边高频发射设备，均会对开关电源产生电磁干扰，威胁设备正常运行。

二、电磁干扰的危害

电磁干扰会导致传输信号畸变，影响设备功能；雷电、静电放电等高能量干扰可能直接损坏设备；部分场景下，电磁辐射还会造成重要信息泄漏，带来安全隐患。

三、开关电源 EMC 设计策略

EMC 设计核心是从干扰源、传播途径、受扰设备三方面入手，比创达结合技术积累，针对隔离式 DC/DC 变换器制定以下设计方案：

（一）输入滤波电路设计

采用瞬态电压抑制二极管 FV1、压敏电阻 RV1 吸收瞬变浪涌电流，保护后级电路；选用直流 EMI 滤波器 Z1 并确保良好接地、短接地线及输入输出线屏蔽隔离，切断传导与辐射干扰；L1、C1 组成低通滤波电路，L1 配续流回路吸收断开时电场能，选用闭合磁芯减少漏磁干扰，C1 选大容量以降低输入线纹波电压。

DC/DC变换器输入滤波电路

（二）高频逆变电路设计

在半桥逆变电路中，于变压器原边加 R4、C4 吸收回路，或在开关管两端并联低感电容 C5、C6 并缩短引线，减小回路电感；采用专利 “多层低感复合母排”，将回路电感降至 10nH 级；降低开关频率、采用 ZCS/ZVS 软开关技术，选用低噪声电路拓扑，有效降低电磁干扰。

半桥逆变电路

（三）高频变压器设计

选用高电磁屏蔽性磁芯材料，绕制时减小绕组间分布电容，原副边增加接地屏蔽层，阻断高频干扰耦合；将变压器封装于铝壳盒并安装在铝散热器上，灌注电子硅胶，兼顾电磁屏蔽与散热，减少热辐射干扰。

开关管电流、电压波形比较图

（四）输出整流与滤波电路设计

输出整流电路中，为整流、续流二极管配置 R5C12、R6C13 吸收电路，选用软恢复特性二极管，优先在低输出电压场景用肖特基二极管，减少干扰能量；输出滤波电路采用 LC 滤波，多电容并联减小等效串联电阻，选闭环磁芯电感，搭配低感共模电容、三端差模电容及 EMI 滤波器，切断干扰传播。

输出整流电路电磁兼容设计

（五）其他关键设计

开关器件防护：继电器、接触器线圈两端反并联二极管或 RC 吸收电路，交流线圈并压敏电阻，触头加 RC 吸收回路，线圈与辅助电源间加 EMI 滤波器。

箱体结构：根据干扰频率选高电导率或高导磁率金属材料，多层屏蔽应对宽频率干扰；优化孔洞、缝隙设计，用焊接、电磁密封垫处理搭接，通风孔选穿孔金属板或截止波导管，必要时喷涂屏蔽漆。

元器件布局与布线：EMI 滤波器装于机箱入口，敏感元件远离干扰源与热源；主电路与控制信号线、输入与输出线等分开走线，避免平行，间距超 20mm，用双绞屏蔽线、同轴电缆，带状电缆按 “信号线 - 地线” 间隔排列。

元器件选型：选高噪声容限 CMOS 器件、低速窄带元件、低分布电感 SMP 元件及高频特性好的滤波电容，控制元器件温升。

控制电路与 PCB：合理选择单点、多点或混合接地方式，用光电耦合器隔离地环路，靠近芯片加解耦电容；PCB 布置地线网络，缩短关键信号地线，多层板中数字地与模拟地同层，降低地线阻抗与干扰耦合。

软硬件优化：开关元件驱动脉冲加 - 5V~-10V 负电平，或用光纤传输驱动信号；通过软件多次采样等数字滤波技术，防止干扰引发误动作。

四、结语

开关电源 EMC 设计是系统工程，比创达通过深入分析干扰源与机理，从电路、结构、软硬件多维度制定设计方案，有效解决隔离式 DC/DC 变换器 EMC 问题，其技术经验为各类电子产品 EMC 设计提供重要参考，助力产品满足 EMC 标准，提升市场竞争力。