2223-1学期课程期末展示优秀作品集
工程电磁兼容
卷首语
工程电磁兼容，是指在工程应用背景下，电磁设备或系统在预期的电磁环境中，按设计要求正确工作的能力。电磁兼容性问题已经形成一门新的学科，也是一门以电磁场理论为基础，包括信息、电工、电子、通信、材料、结构等学科的边缘科学，同时也是一门实践性比较强的学科。
22231EMC班级由王亚军老师授课。在秋季学期中，王老师带领同学们见识了工程电磁兼容这一学科的整体面貌；为同学们展示了各种各样的电磁环境；介绍了生活中可能遇到的需要考虑工程电磁兼容的场景，以及相应的设计方案。在充分了解过工程电磁兼容的知识后，班级同学分成13组，各自寻找感兴趣的主题进行期末展示。
本杂志收录了期末展示打分排名前十的作品，内容涵盖基于风险的随机场电磁兼容耦合研究；各种车辆系统中的电磁兼容问题分析、设计；开关电源中的电磁兼容应用以及生物体的电磁兼容研究。
希望读者们可以通过本杂志一窥工程电磁兼容的魅力！
目录
Contents
1、基于风险的随机场电磁兼容耦合研究 04
——以滑板车为基本模型
王薛瑜 卓梦晓
2、车载无线充电系统中的电磁兼容 08
叶欣滢 黄萍
3、电磁兼容技术及其在开关电源中的应用 14
蒋忠杰
4、生物体电磁兼容研究 18
——以脉冲磁刺激对大鼠影响为例
刘靖宇 李纪新
5、电源EMI滤波器的PCB设计 22
庄志晨 张俊捷
6、车规级芯片中EMC技术的研究现状与展望 26
黄磊 黄智翔
7、复杂汽车模型的参数仿真分析 30
黄添豪 陈鸿权
8、EMC在新能源汽车中的应用与发展 34
李凯龙 柯少雄
9、电磁兼容技术在车辆上的研究和应用 38
庄佳佳 徐隽姝
10、开关电源中的电磁兼容设计 42
黄煜 林特榕
过去几年中不断涌现的新技术增加了电磁环境的复杂性。然而，已经应用的电磁兼容性标准难以跟上这些新时代的技术，并且不总是按照EMC的要求考虑在真实动态环境中满足的特性，因此就无法可靠识别和克服潜在的有害电磁干扰源。
EMC
小组成员风采
基于风险的EMC分析有助于区分常见真实电磁环境中的关键情况，将踏板车的真实案例通过一个简单的模型和宏观尺度参数来表示，以识别和确定由未知源耦合引起的触发值，并将其直接应用于被测系统的关键组件，可以轻松快速地估计EMI威胁。
EMC
01
遵循链路预算分析和模块化宏模型合并的概念，可以创建复杂EME宏观模型、辐射侧受害者宏观模型和传导方受害者宏观模型三个宏模型，代表在复杂的EME中由已知和未知光源照亮的踏板车的应用复杂情况。
在滑板车简化模型中，电位计是一个可调分压器，用作可变电阻器。 电位计和控制器共同充当耦合高频干扰的传输线。 滑板车的复杂结构可以用两个负载和一个传输线来表示。
EMC
EMC
EMC
车载无线充电系统中的
电磁兼容
目前电动汽车市场较为火热，电动汽车环保，结构简单，使用维修方便，无噪音，近年来又在性能和行驶里程方面都得到了显著发展。本项目围绕车载无线充电系统中的电磁兼容展开，介绍了电动汽车无线充电系统模型（EV-WPT）及其组件，分析了系统中影响EMC性能的因素并整合介绍了现在应用较多的车载无线充电系统EMC优化措施。
02
WPT（Wireless Power Transmission ）：无线电能传输，又称为无线电力传输、非接触电能传输，是指通过发射器将电能转换为其他形式的中继能量（如电磁场能、激光、微波及机械波等），隔空传输一段距离后，再通过接收器将中继能量转换为电能，实现无线电能传输的传输方式。该技术能够用发射器和接收器取代插件接口，允许功率以电磁波或静电波的形式以非接触式方式流动。
美国汽车工程师协会 2016 年发布了车辆无线充电技术的第一个行业标准 SAE TIR J2954，标准中规定， WPT 基 本 工 作 频 率 为 85 kHz， 其中的整流器、逆变器、电池包等部件都有可能导致 EMC 问题，例如，沿 AC 线的传导干扰或者整流器和逆变器产生的辐射骚扰问题。这些部件是 WPT 的基本骚扰源。随着研究的深入，对EMC性能可能会产生影响的众多因素也逐渐被提出，这些因素不仅和 WPT 的基本骚扰源相关，也与其补偿电路拓扑结构、线圈相对位置、耦合系数等相关。
EMC
EMC
EV-WPT
EV-WPT
EMC
EMC
3
耦合系数
图像展示了耦合系数k在0.01~0.3变化时对WPT的EMC性能的影响
k=0.01 时干扰很小 ；k=0.04 时干扰最大 ；
k=0.06 时，谐振略有下降 ；
k=0.3 时，干扰低于 0.04 时的结果。
WPT 系统产生的干扰与系统的耦合系数密切相关
2
线圈相对位置
主线圈与磁线圈的相对位置同样会影响 WPT 的 EMC 特性。图 5 为两个线圈通过 COMSOL V4.4 软件采 用有限元（FEM）方法得到的仿真结果，当线圈处于非对中工况时，电流和磁场泄漏会增加，从而使得系统的 EMC 性能降低。
1
补偿电路拓扑结构
为了研究不同谐振补偿电路对电磁兼容的影响，研究人员选取 CSSR 和 CSPR 进行对比分析，这两种拓扑的等效电路左图所示，两种拓扑均采用恒流电源和串联发射谐振线圈，CSSR 拓扑中接收谐振线圈与负载串联，CSPR 拓扑中接收谐振线圈与负载并联。 两种拓扑结构通过 MATLAB 软件在频域进行仿真分析，结果中间这幅图所示，CSSR 和 CSPR 拓扑结构磁场分布特性相似。
EMC影响因素
创新设计
为避免电动车辆 WPT 的电磁干扰造成其他电子设 备及其周围系统的性能下降，目前常用屏蔽、梯形电路、 扩频频率抖动（SSFD）等方法来解决。
1、屏蔽
采用铁氧体或金属材料对磁场进行引导和屏蔽，从而减小磁场的向外发散。在线圈正上方和正下方增加铁氧体和铝板能够有效减小线圈垂直方向的磁通密度，但是沿线圈水平方向的磁通密度变化不是很大。
2、插入梯形电路
在逆变器与发射线圈之间、接收线圈与整流器之 间插入梯形电路。在不同的耦合系数时，插入梯形电路后电流 的变化率约等于零，基本保持稳定，根据电磁基本理论，电流变化小，产生的电磁信号小，说明插入梯形电 路可以降低系统对外的电磁干扰。
3、扩频频率抖动
扩频频率抖动（SSFD）是一种频率调制技术，开关频率在特定分布或特定范围内根据随机生成的序列进行调制。通过采用扩频频率抖动方法，谐波噪声和基波的功率谱密度（PSD）能够分布在更宽的频率范围，从而降低了它们的峰值。
电子设备凭借良好的发展与广泛的应用，功能得以不断丰富，在为百姓生活带来诸多便利的同时，也引发了电磁环境日趋复杂的问题。为确保电子设备可以正常工作，应积极使用电磁兼容技术。
EMC
EMC
电磁兼容技术
及其在开关电源中的应用
本次展示对电磁兼容技术与开关电源中电磁干扰的形成进行介绍，并重点分析开关电源设计中的电磁兼容问题。
03
EMC
EMC
开关电源原理及电磁干扰机理分析
开关电源的控制电路根据既定的目标，控制晶闸管、场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管等开关器件的有规律的“导通”和“关断”，对电源端的输入电压进行脉冲调制，实现电压变换，进而得到稳定可调的输出电压。
对于交流输入，开关电源输入端输入的交流电压，首先经过整流环节变成脉动直流电，再经滤波电路吸收部分谐波分量变成含有交流谐波分量的脉动直流电压，然后经功率开关管和高频变压器变换后变成高频率的脉冲电压，在此环节脉动直流电中的部分谐波分量被吸收，最后高频变压器输出高频率的脉冲电压经过输出端的二次整流和滤波变成稳定的直流电压输出给负载。反馈环节实现对开关管的闭环控制。
开关电源是一个很强的干扰源，这主要是因为其由滤波电感、高频通断的开关器件、输出整流二极管、脉冲变压器等多部分组成。从开关管与整流管的角度来说，通常情况下开关管与整流管在高频通断时可以产生较大幅度的脉冲；从高频变压器的角度来说，开关管导通和断开时会形成尖峰电压，严重时可能导致开关管被击穿。
电磁兼容技术在开关电源中的运用
1
设计输入端滤波器：
开关电源运行过程中产生的噪声主要有差模噪声和共模噪声两种。通常情况下，线路上的电磁干扰两种噪声都有。
解决方案：在电源的输入端加入滤波器，并确保滤波器可以与电源阻抗适配，当适配水平足够高时可以实现理想的衰减作用，此时可以得到很好的插入损耗特性。
当前广泛使用的电磁干扰滤波器包含差模杂讯和共模杂讯两个部分的抑制电路。
2
有效预防辐射电磁干扰：
在开关电源中，功率开关管的集电极始终是一个危害较大的骚扰源，应该在集电极上接入开关管的散热片，这样可以让散热片与集电极之间的电流顺利流入到主电路中。若是条件允许，可以安装带有屏蔽功能的散热片。
除此之外，开关电源必须做好屏蔽处理，优先使用模块式全密封结构，并且要确保屏蔽层可以良好接地。在长期应用过程中发现，模块式全密封结构可以实现很好的屏蔽效果，电磁干扰被始终限制在较小的范围内。
4
使用屏蔽技术：
屏蔽技术对抑制开关电源的电磁干扰十分有效。为防止脉冲变压器的磁场泄漏，可以考虑使用闭合环，形成磁屏蔽。若要实现电场屏蔽，须将屏蔽外壳接地，否则无法起到屏蔽效果；但若是要进行磁场屏蔽，则不必将屏蔽外壳接地。
针对开关电源，需要重点做好4个方面的屏蔽工作：
一是开关管的屏蔽；二是高频变压器的屏蔽；三是机壳屏蔽；四是整流二极管屏蔽，优先考虑使用光电隔离技术。
3
正确使用接地技术：
结合实际情况选择有效的接地方式。在开关电源接地技术的应用中，主要进行设备的信号接地、设备接大地。
在设备接大地中，必须实现3个方面的要求：
① 一是确保设备操作人员始终安全。
② 二是及时泄放机箱上所积累的电荷。
③ 三是避免设备在电磁环境下对大地的电位发生变化。
设备接大地不仅可以实现设备安全与人员安全，而且能够较好地抑制电磁骚扰
倡导绿色生活，争做环保先锋
生物电磁兼容原理：外部电磁场作用会引起生物体内部的电磁场发生变化，生物体对电磁场产生生物效应,属于一个复杂的过程,生物体本身就是一个电磁兼容体,它可以实现生物体和电磁场独立工作,互不干扰。兼容的生长模式属于自然进化的结果,当这种兼容的模式出现变化的时候,生物体也会出现一系列的影响。
心脏磁刺激试验系统从功能上包括刺激信号发生、磁场激励、胜利信号采集、试验装置状态检测及相关的信号分析处理功能模块。刺激型号发生器产生包括正弦波、方波、脉冲波、等刺激信号。
生物体电磁兼容研究 ——以脉冲磁刺激对大鼠影响为例
小组成员风采
实验设计
实验内容：
1.实验过程中让线圈靠近大白鼠。
2.磁场强度分梯次增加，同时，对应每一个磁场强度选择几个特定的频率进行实验。
3.每一次实验全过程记录大鼠心电图。每一次实验开始时保证大白鼠心电恢复到正常
心电状态。
04
环保画册/Environmental protection album
EMC
环保画册/Environmental protection album
倡导绿色生活，争做环保先锋
心肌是一个肌肉泵，但是在产生机械收缩前心肌细胞先产生电激动。电激动来源于细胞膜内外的离子电流流动，而心肌细胞发生“极化状态”、“除极”、“复极”等生理变化。
心电的产生就是源于心脏的心肌细胞如此交替着的电位变化的综合，所以细胞中几种离子的变化将直接影响心电的变化。
环保画册/Environmental protection album
EMC
实验结果
原因分析
结论
生物体是最精妙的电磁兼容系统。在皮肤包裹的有限空间内，各器官有序的工作而不互相干扰，体现了时域和频域的高度兼容。
心电、脑电等反映了生物体内部的电磁场。以动作电位为传导信号的神经系统构成了庞大的信息网络，在感受周围环境改变的同时还控制着躯体运动和腺体分泌等生理活动，其精密程度和协调程度是任何机器人都无法比拟的。拳头大的心脏里，分布着特化了的兴奋传导系统，维持着正常的心动周期和全身的血液循环。
一旦生物体的电磁兼容状态遭到破坏，就会有一些生理功能受到影响。外界电磁场的影响可能会改变生物体内部的电磁场分布并干扰体内电信号的传输。不正常的机体电活动会成为生物体内的电磁干扰源，引起一系列的生理反应。
日常生活中应避免进入过度磁刺激的场合，但合适强度频率的磁刺激将会对恢复心肌功能、治疗心肌疾病产生积极的作用
1
2
3
由图可看出无外加刺激时，大鼠心电反应良好规则，心电幅值约在0.4mV ，波形正常。
当脉冲刺激进行时，在脉冲作用的瞬间，大白鼠心电被外界磁刺激激励，出现极强的电信号，心电信号图也出现脉冲。刺激正在进行时，刺激强度是影响大鼠心电幅值的重要因素。
磁刺激结束后，当刺激强度一定时，刺激对心电的影响将随着频率的逐渐降低而加剧。而当刺激频率一定时，刺激强度的改变对心电几乎没有影响。由此可以看出，刺激结束后，刺激频率是影响大鼠心电的重要因素。
在电子设备供电电源上，存在有各种各样的外来干扰信号。很多电子设备本身，在完成其功能同时，也产生了形形色色的EMI信号，以及人为和大自然的EMI信号。这些EMI信号，通过传导和辐射的方式，影响着该环境里运行的电子设备。
EMC
小组成员风采
电源线是电磁干扰传入设备和传出设备的主要途径。本项目主要介绍了电源EMI滤波器PCB设计的主要流程和注意事项，展示了设计结果。
EMC
05
电源线是电磁干扰传入设备和传出设备的主要途径。通过电源线，电网上的干扰可以传入设备，干扰设备的正常工作。同样，设备的干扰也可以通过电源线传到电网上，对网上其它设备造成干扰。为了防止这两种情况的发生, 必须在设备的电源入口处安装一个低通滤波器，这个滤波器只容许设备的工作频率通过而对较高频率的干扰有很大的损耗。
如图是一个单级EMI滤波器电路，它是由集中参数元件组成的四端无源网络，主要使用的元件是共模电感线圈LCM，差模电感LDM，以及共模电容CY和差模电容器CX。若将此滤波器网络放在电源的输入端，则LCM与CY构成交流进线上的低通滤波器，可衰减交流进线上存在的共模干扰噪声。差模电感线圈LDM与差模电容器CX抑制交流进线上的差模干扰噪声，防止电源设备受其干扰。
EMC
EMC
背景介绍
电路原理分析
PCB设计注意事项
在设计电源产品的EMI滤波器时，既需要保证产品满足电磁兼容标准的要求，又需要考虑滤波器的体积、重量和成本问题。典型的EMI滤波器一般采用单级结构，有时为了获得更好的滤波效果，也会采用多级滤波结构
1 输入线与输出线的布置
在开关电源中, EMI滤波器的输出接开关整流器,属污染源,输出线上的噪声通过电场耦合或磁场耦合到输入线,会使EMI滤波器的效果大大降低，为了减小影响,要求EMI滤波器的输入线与输出线间尽量隔离, 不能邻近平行走线,以避免上述影响。
2 多级滤波器级联
多级滤波器级联时,级间距离尽量做到远些,避免级间电感互感藕合。多级滤波器布局的布局, 根据这一原则,选择相应的排列方式, 一般是按直线型排列, 且相邻两个电感方向互相垂直较好。
3 EMI滤波器的位置
EMI滤波器,一般布置在电源线入口处 ,远离开关管,输出整流管,变压器,输出电感等产生噪声的源头，使EMI滤波器有一个比较干净的工作环境。
4 共模/差模电感的布置
在EMI滤波器中，共模电感会产生强烈的杂散磁场,这些杂散磁场容易干扰其它器件,因此滤波电容应尽量远离。电感应远离开关管变压器等易于产生干扰的地方。
5 布线考虑
电容的引线应最短，电容引线需开槽，地线尽量短且适当加粗。
EMC
车规级芯片中EMC技术的研究现状与展望
06
倡导绿色生活，争做环保先锋
环保画册/Environmental protection album
EMC
车规级芯片电磁兼容测试方法
车规级芯片仿真及建模
虚拟电磁兼容性分析通过降低早期开发阶段的风险，改进了汽车行业的验证过程。通过了解可调参数以提高兼容性，可以极大地优化整个系统的EMC。通过从基础的高压电缆入手并逐步扩大其子系统进行电动和混合动力汽车的虚拟电磁兼容性仿真分析，并进行参数验证，得到最优模型囊括的材料参数区间，展现出虚拟电磁兼容性分析的巨大作用。
EMC
EMC
复杂汽车仿真模型的有效EMC参数分析
07
EMC
EMC
仿真内容
高压电缆是EMC干扰中最重要的耦合路径之一。车辆中高压系统的故障安全可能会受到照射或高压系统电缆束排放的影响。出于安全和质量的原因，这两种情况都必须加以预防。通过对高压系统使用屏蔽电缆，可以提高整车的EMC性能。因此，屏蔽有效性的分析是EMC仿真中一个非常重要的课题，因为它是内部系统中有多少干扰可以向外耦合的一个标准。
图1 高压电缆的横截面，其内部导体由铜和两个箔屏蔽和一个编织屏蔽的组合组成。
表格概述了该分析的DOE参数及范围，包括铝的厚度、PET的厚度和箔的重叠宽度。左图则表示各模型传输阻抗在10kHz至30MHz之间的曲线序列。三屏蔽曲线阵列在较低频范围内表现出传输阻抗的良好一致性，这可以归因于两种箔屏蔽的屏蔽效应。因此，在较高的频率范围内，DoE模型之间的差异随着屏蔽效应而增大。
图2 屏幕类型参数范围信息以及测试计划结果的传输阻抗曲线说明
仿真结果分析
图4 最佳和最差情况下模型的传输阻抗曲线
图5 表面最差情况屏幕类型的传输阻抗与EH探针差异
图4可以清楚地看出，最佳模型的传输阻抗在整个频率范围内得到了改善。通过对辐射发射的分析，显示了屏幕模型优化的积极效果。
图5显示了传输阻抗之间的差异，以及最佳和最差情况下的屏幕模型的E场和h场探针的差异。由图4推导出传输阻抗曲线之间的散度。确定了仿真模型的最佳情况和最坏情况模型的E场和h场探针的差值曲线。可以看出，传输阻抗与频率范围内的E场和h场值之间存在关系。最佳情况和最坏情况模型曲线之间的差异具有相似的形状。所分析的传输阻抗以及E场和h场探头的差异几乎相同。对应曲线之间的最大散度小于10 dB。该分析表明屏蔽电缆的传输阻抗与电场和磁场发射之间的相关性。
图8表明屏幕连接在1米距离内对平均E场和h场的影响最大。屏幕与地的连接越好，屏蔽效率越好，附近的E场和h场强度越小。磁场随着连接器的增强而减少，因此连接器电阻r的减少。这表明了一个良好的屏幕连接对EMC的重要性。电缆在地平面上的高度h也会影响场，特别是h场强度。电缆与地平面距离大，地回路越大，磁场越大。图9 DoE结果与图8一致，屏幕连接对E场和h场平均强度的影响最大。参数h和参数d的结果相似。
EMC
EMC
EMC在新能源汽车中的应用与发展
汽车电子技术是汽车领域先进技术发展的重点，它是研究并解决汽车内部电磁兼容和外部环境对汽车电磁兼容的一项综合性技术，也是在汽车领域伴随着电子技术创新和市场需求变化而产生的新技术。由于新能源汽车有更多的电子设备种类数量和高压系统，相比普通轿车来说就存在更为严重的电磁干扰问题。本次课程展示从产业发展背景、新能源汽车产生电磁干扰的原因、典型驱动模块分析、新能源汽车电磁兼容性改善措施、汽车领域电磁兼容实施流程，以及未来展望等方面介绍EMC在新能源汽车中的应用与发展。
08
新能源汽车产业不断发展，由于新能源汽车有更多的电子设备种类数量和高压系统，相比普通轿车来说就存在更为严重的电磁干扰问题，这使新能源汽车行业的发展面临着一个前所未有的重大阻碍。
汽车电磁兼容技术是研究并解决汽车内部电磁兼容和外部环境对汽车电磁兼容的一项综合性技术，也是在汽车领域伴随着电子技术创新和市场需求变化而产生的新技术。
EMC
EMC
产业发展背景
电磁干扰因素
典型驱动模块
电磁兼容性改善措施
1
改善新能源汽车的电力驱动系统
对电力驱动系统的新能源汽车控制版面、新能源汽车驱动功率版面进行整改，可以减少新能源汽车的电力驱动系统对外产生的电磁干扰。
2
改 善 新 能 源 汽 车 的 电 源 变 换 器
新能源汽车电源变换器是主要的电磁干扰源之一，作为新能源汽车的高压部件，常常进行高压电流的输入以及高压电流的输出作业。同时，新能源汽车电源变换器在高压输入、输出时，还会因功率管作业产生更大的电磁干扰。可以通过更加合理的电池走线和布局设计，减少新能源汽车电源变换器等干扰源的影响。
汽
车
电
磁
兼
容
设
计
流
程
EMC
EMC
电磁兼容技术
在车辆上的研究和应用
本项目首先介绍国际和国内汽车领域电磁兼容技术目前发展状况，然后基于越野车系统开发的电磁兼容技术设计开发过程，总结出电磁兼容的设计要点和相关难题。结合当代电磁兼容与电子计算机仿真分析技术开发的汽车领域电磁兼容数值分析与统计的途径，可以有效地实现模拟仿真，并归纳出汽车领域电磁兼容电子计算机仿真的核心方法。
09
EMC
EMC
国际汽车电磁兼容技术
发展情况
国际标准：在相对完善的汽车电磁兼容标准里,比较权威的有英国标准协会（简称BSI）、国际电工委员会（简称IEC）、国际标准化组织（简称ISO）等。
大型实验室：如图1，MBtech实验室，如图二，MIRA实验室。
汽车电磁兼容仿真技术的开展，随着汽车电子技术的进步，原本局限于传统汽车的电磁兼容试验也有了更高的要求，更多更全面、功能更复杂的电子电气系统也越发突显车辆电磁兼容的必要性和重要性。
越野车领域电磁兼容技术的应用情况
国内汽车电磁兼容技术
发展情况
1
流程体系的建立：
2
电磁兼容仿真技术的应用：
固然电磁兼容仿真技术在无线射频技术和消费类电子产品等领域已经具备一定的能力基础，但是汽车领域的电磁兼容问题涵盖范围更大，从电路、印制线路板、零部件、 总成、分系统到整车系统都包含在内。整车电子系统磁兼容性进行仿真分析需要基于汽车电子自身的特性，采用多级联合仿真，确保整车能满足电磁兼容设计要求。
4
电磁兼容数值仿真的关键技术总结：
1、获取前期分析参数
前期参数主要指车内电子电气设备的几何三维数据和相关电气参数。一般有以下几种获 取方式：①实际测试中获取的；②经验总结和权威资料里 提供的；③从标准规范等文件中获得；④理论上可替换的同类产品数据 （例如同一厂家生产的数据和参数都十分接 近的其他产品）；⑤进行方案设计时设计的三维数据和参数。
2、简化车体几何三维模型
车体三维数据中很多的局部细节数据对于电磁兼容仿真都是不重要的，因此在前期需要先对数据进行简化处理，例如将小型安装孔、 细微的缝隙和凸起进行填补或删除，将多层叠加在一起的 结构合成整体等。
3、整车的电线束设计
3
数值仿真结果和实际测试对比及误差分析：
电磁兼容标准中规定了实际测试的测试要求，包括布置方法和测试方法。其中模拟测试的工况要求是汽车发动机处于不工作状态，电子控制单元和控制器处于工作状态，收音机电台天线处于接收信号状态，雨刮电机洗涤器电机等处于不工作状态。同时数值仿真软件中也需要根据实车状态建立三维数据模型并进行相同的布置。实际测试中需要确定车内零部件总成的干扰源位置，可以通过分别控制车内所有电子电气零部件在中央配电盒熔断器通断的方法，来控制各零部件的工作状态，使其分别单独工作。经过实际测试后发现车载收放机在高频段发射超标，这也与实际 调查过程中装配收放机的车辆容易发生事故相符。
开关电源是一种高频化电能转换装置，其主要利用电力电子开关器件(如晶体管、MOS管、可控晶闸管等)，通过控制电路，使电子开关器件周期性地"接通"和"关断"，让电力电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现电压变换以及输出电压可调和自动稳压的功能。
开关电源不同于线性电源，开关电源利用的转换晶体管多半是在全开模式（饱和区）及全闭模式，（截止区）之间切换，这两个模式都有低耗散特点，切换之间的转换会有较高的耗散，但是时间较短，因此比较节能，产生废热较少。理想上，开关电源本身不会消耗电能。电压稳定是透过调整晶体管导通及断路的时间来达到。
EMC
EMC
开关电源中的
电磁兼容设计
本项目先介绍了开关电源的工作原理以及优势，而后通过分析开关电源中电磁干扰的产生机理，分析出电磁干扰包含外部环境的干扰、整流回路的干扰、开关回路的干扰三个部分，最后根据以上分析出的干扰，进行针对性的电磁兼容设计思路的介绍，并进行总结。
开关电源简介
10
EMC
EMC
开关电源电磁干扰的产生
1 外部环境的干扰
开关电源的正常工作会受到外部环境的影响，例如电网谐波、雷电、周边电子设备等等，这些外部环境对开关电源产生的影响是不相同的，但可以归为两类，分别是差模干扰和共模干扰。
由于电路中的阻抗不对称，可能造成两种干扰信号在传输时以不同的分量同时出现并相互转换。雷击是一种常见的外部干扰源，雷电在电路中表现为一个很强的尖峰冲击电压，会造成电子设备的烧毁。无论是哪类外部干扰，都是可以通过一定的技术手段进行抑制的。
2 整流回路的干扰
在开关电源电路中，整流回路包括一次整流回路和二次整流回路，由于电路功能和结构的差异，这两种干扰的表现是不一样的。在一次整流回路中，电网的交流电在整流之后被转换为单向的脉冲直流，如果对其进行频谱分析可以发现它包含一个基波和一系列倍频分量。这些倍频分量又称为高频谐波，会使电流波形出现畸变。在采用大电容进行滤波之后，这些谐波仍然是不能完全清除的。对于二次整流回路中的整流管通常是以高速通断状态进行工作的，不同的整流管之间会形成一个闭环，从而产生电磁辐射干扰。另外，二次整流回路中的整流管由于存在一定的导通电阻和结电容，这些都会成为高频振荡的隐藏条件。
3 开关回路的干扰
对开关电源来说，开关电路产生的电磁干扰是开关电源的主要干扰源之一。开关电路是开关电源的核心，主要由开关管和高频变压器组成。
开关电源对电能的转换功能正是通过大量开关管快速在通断状态之间切换来实现的，由于切换的频率非常高，因而会对外产生电磁干扰。从高频变压器的角度来说，开关管负载的是高频变压器初级线圈。当开关管导通时，初级线圈会产生较大的浪涌电流，甚至还会出现较高的浪涌尖峰电压。关断电压尖峰与初级线圈接通时会产生反应，即磁化冲击电流瞬变，在这种情况下输入端和输出端均有噪声传入，所形成的传导骚扰会造成严重的后果，情况严重时可能导致开关管被击穿。
电磁兼容设计
一、 防雷电路设计
雷电又是最常见且危害最严重的外部电磁干扰形式之一，做好防雷设计可以提高开关电源的自我保护能力，因此防雷设计应重点考虑。雷电产生的浪涌电压经过低阻抗的整流滤波环节后，会造成整流二极管电流过大而烧坏，同时电压脉冲给滤波电容充电，超出其耐压范围而损坏。
根据这雷电的这一破坏原理，我们在进行开关电源的防雷设计时可以采用瞬变干扰吸收器，在输入电压大于设定范围时会自动限压，将多余的能源引导到其它电路中去。
二、滤波电路设计
通常情况下，线路上的电磁干扰既有差模噪声，也有共模噪声。可考虑在电源的输入端加入滤波器，并确保滤波器可以与电源阻抗适配，当适配水平足够高时可以实现理想的衰减作用，此时可以得到很好的插入损耗特性。简单来说，若噪声源内阻是低阻抗的，则所使用的电磁干扰滤波器输入阻抗应该是高阻抗的；若噪声源内阻是高阻抗的，则要保证电磁干扰滤波器输入阻抗是低阻抗的。
三、 屏蔽
抑制开关电源产生的骚扰辐射的有效方法是屏蔽，即用电导率良好的材料对电场屏蔽，用磁导率高的材料对磁场屏蔽。
针对开关电源，需要重点做好4个方面的屏蔽工作：一是开关管的屏蔽；二是高频变压器的屏蔽；三是机壳屏蔽；四是整流二极管屏蔽，优先考虑使用光电隔离技术。
四、元器件布局及PCB布线
开关电源的辐射骚扰与电流通路中的电流大小，通路的环路面积，以及电流频率的平方等三者的乘积成正比，减小通路面积是减小辐射骚扰的关键，这是说开关电源的元器件要彼此紧密排列。在初级电路中，要求输入端电容、晶体管和变压器彼此靠近，且布线紧凑；在次级电路中，要求二极管、变压器和输出端电容彼此贴近。
布线间的电磁耦合是通过电场和磁场进行的，因此在布线时，应注意对电场与磁场耦合的抑制。
指导老师：王亚军
主 编：黄萍供 稿：22231EMC全体同学
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