一、什么是开关电源的传导发射

电磁干扰分为传导发射和辐射发射。其中，**传导发射（Conducted Emission）**是指干扰信号通过导线（如电源线、信号线）在150kHz~30MHz频段内耦合到其他系统中，对电网或其他设备造成干扰。根据国家标准和IEC/CISPR标准，传导发射必须控制在一定限值以下。

二、开关电源传导发射的产生机制

1. 开关器件高速开关动作

开关电源核心工作原理是将直流或交流电转换为不同电压的直流电，其过程依赖MOSFET、IGBT等半导体器件的快速导通与截止。这种高di/dt和高dv/dt的瞬态变化，会在电路中引起尖峰电压和电流，从而形成高频噪声源，并通过电源线耦合向外传播。

关键参数：

• di/dt：电流变化率，单位A/μs

• dv/dt：电压变化率，单位V/μs

这两个参数越大，产生的干扰能量越强。

2. 开关变压器和磁性元件寄生参数

开关变压器在高频下存在漏感、分布电容等寄生参数。在能量转移的同时，这些寄生元件参与谐振，形成高频震荡尖峰，可在初级或次级绕组之间感应出共模干扰。

3. 地线和回路的共模干扰通道

在高频条件下，PCB的地线并非理想“零电位”，而是存在阻抗和电感。高频电流会在地线上形成电压跌落，从而构成共模电流路径，进一步通过电源线泄露出去，形成传导发射。

4. 高频寄生回路和PCB布线结构

不合理的PCB布局与走线，会形成面积较大的回流回路，相当于天线结构。在开关瞬间，这些回路辐射或耦合高频信号到电源线，造成严重传导干扰。

5. 整流桥和输入滤波回路干扰反射

AC-DC类型的开关电源中，输入整流桥和大电容的充电电流也会产生突发尖峰电流，如果未加抑制，将直接通过电源线反射到电网。

三、典型干扰路径分析

开关电源传导干扰主要包括以下路径：

四、器件与设计对传导发射的影响

1. 开关器件的选择与驱动电路设计

• 快速MOSFET虽然效率高，但产生更大的dv/dt；

• 驱动电压过高或驱动阻抗不合适，会导致过冲，增加高频噪声；

• 适当增加栅极电阻可降低dv/dt，有助于EMI控制。

2. PCB布局与走线优化

• 减小开关电流回路面积，降低辐射源；

• 高频地线尽量粗短，减少回流路径阻抗；

• 输入、输出线应远离高dv/dt节点，避免耦合。

3. EMI滤波器设计

• 共模电感用于抑制共模电流；

• 差模电感+X电容组合抑制差模干扰；

• Y电容对地设计需注意泄漏电流安全标准。

五、如何测试与判断传导发射源

1. 传导测试方法

按照CISPR 16标准，使用LISN（线路阻抗稳定网络）和频谱分析仪测试电源端口在150kHz~30MHz频段的干扰电压。

2. 源头定位方法

• 使用近场探头配合示波器查看高频干扰源位置；

• 在不同节点加吸收电容或铁氧体，观察干扰幅度变化；

• 拆除滤波器分析裸机干扰源构成。

六、传导发射的抑制措施总结

七、结语

开关电源作为一种非线性、高速切换的电能变换装置，其传导发射的根源主要来自于高速开关动作、磁元件寄生效应、PCB布局不合理与接地不良等因素。通过科学设计、精准测试与有效滤波，可以将传导干扰控制在标准范围内，确保电子设备的电磁兼容性。

对于设计工程师而言，理解干扰产生机理、掌握控制路径和屏蔽策略，是提升产品EMC性能、缩短认证周期和降低返工成本的关键。