【導讀】本文為探討EMI 問題建模與分析策略的兩篇係列文章之下篇
，上篇 探討了降低差模 (DM) 噪聲和共模 (CM) 噪聲這兩種傳導EMI的方法
，本文則涵蓋了基於戴維南定理的輻射 EMI 建模策略以及接地阻抗降低技術。

輻射EMI

輻射EMI傳統上使用電磁場理論來推導並分析，但對工程應用而言，能夠理解並解決 EMI 問題的相關複雜公式數量有限。

減輕 EMI 問題的另一種方法是建立清晰的電路模型。圖 1 顯示了輻射 EMI 如何通過輸入和輸出電源電纜組成的偶極天線進行傳播。在這種情況下，變換器的CM噪聲源是 EMI 的主要成因。

圖 1：輻射 EMI 產生的機製與模型

根據戴維南定理
，變換器可以建模為電壓源及其串聯阻抗。同時
，天線可以轉換為三個阻抗 (RL

、Rr 和 XA) ，分別表示其自身功率耗散
、輻射能量和天線存儲的近場能量。下麵
，我們將分別針對變換器和天線做進一步討論。

變換器

如圖 2所suo示shi，變bian換huan器qi的de電dian源yuan越yue弱ruo，輻fu射she的de能neng量liang就jiu越yue少shao。理li想xiang情qing況kuang下xia，非fei隔ge離li式shi變bian換huan器qi的de輸shu入ru和he輸shu出chu之zhi間jian沒mei有you阻zu抗kang
，因yin為wei接jie地di阻zu抗kang被bei忽hu略lve。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia，等deng效xiao源yuan (VCM) 為零，並且不會產生 EMI 輻射。然而實際上

，大地之間的PCB 走線會產生電感
，並在輸入 (P1) 和輸出 (P3) 之間產生壓降，從而產生輻射 EMI。

圖 2：理想情況和實際情況下的降壓-升壓變換器電路模型

根據以上原理來我們來創建輻射EMI模型。與傳導 EMI模型類似，基於替代定理用電壓源和電流源來替代有源開關。如圖3所示，電壓源和電流源都會產生EMI 噪聲

，其中 a 是電壓源 (VSW) ，b 是電流源 (ID)。

圖 3：降壓-升壓變換器的輻射EMI 噪聲源

從圖 3 中的模型可以得出從每個源到等效CM 源(yuan)的(de)傳(chuan)遞(di)函(han)數(shu)。在(zai)本(ben)實(shi)驗(yan)中(zhong)，電(dian)壓(ya)源(yuan)和(he)電(dian)流(liu)源(yuan)通(tong)過(guo)示(shi)波(bo)器(qi)來(lai)測(ce)量(liang)

，每(mei)個(ge)阻(zu)抗(kang)的(de)大(da)小(xiao)由(you)阻(zu)抗(kang)分(fen)析(xi)儀(yi)來(lai)測(ce)量(liang)，而(er)等(deng)效(xiao)源(yuan)則(ze)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)來(lai)預(yu)測(ce)。圖(tu) 4顯示的預測值與等效CM源的測量值相匹配
，從而驗證了模型的合理性。

圖 4：等效 CM 源預測值與測量值的比較

天線

固定天線傳輸增益根據天線的位置和長度來測量，這些值在 EMI 測試中也是固定的。利用上文獲得的等效 CM 源和阻抗，下一步就可以預測實際 的EMI噪聲。圖 5描述了預測降壓-升壓變換器EMI噪聲的過程。其中圖 5a 展示了輻射 EMI的預測流程，圖 5b 則顯示了預測結果與測量結果的比較。比較結果證實，預測的輻射EMI 噪聲與測量值幾乎一致。

圖 5：輻射 EMI 預測流程以及預測值與實際輻射EMI 噪聲的比較

抑製輻射EMI的de有you效xiao方fang法fa是shi降jiang低di接jie地di阻zu抗kang。對dui非fei隔ge離li式shi變bian換huan器qi而er言yan，常chang用yong的de抑yi製zhi技ji術shu有you兩liang種zhong。第di一yi種zhong是shi最zui小xiao化hua輸shu入ru與yu輸shu出chu之zhi間jian的de距ju離li，以yi降jiang低di接jie地di走zou線xian阻zu抗kang

；第二種是在輸入和輸出節點之間添加一個小型旁路電容
，以降低輸入和輸出之間的阻抗（見圖 6）。

圖 6：通過修改 PCB 布局來降低 EMI

圖 7 證實了這些技術的有效性。其中
，圖 7a 比較了原始 EMI 性能與修改了輸入與輸出節點之間PCB 布局後的EMI 性能，圖7b則顯示了添加交叉電容器後的 EMI 測量結果。兩種技術都能有效降低EMI噪聲。

圖 7：通過改進PCB 布局和添加交叉電容器來降低EMI

結論

本文回顧了控製輻射 EMI 噪聲的方法

，這些方法針對變換器和天線
，利用了其電路模型的物理意義。對EMI問題來說
，建模與分析方法至關重要，它助力汽車電子工程師滿足EMI要求並提升汽車電子的安全標準。

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