开关电源知识库

50_电源设计流程 02 —— 电磁兼容设计与整改：把 EMC 从“经验摸索”变成可执行流程

本篇回答的问题：电源做出来了，拿去摸底测试，传导超标 15 dB、辐射在某个频点顶到限值线——为什么？怎么解？多数工程师的第一反应是“换滤波参数碰运气”，而这篇要建立的是一条可照做的流程：先认全“三个源”（dv/dt、di/dt、反向恢复）各自从哪来、走到哪条路径、落在哪个频段，再按“频段-机理-对策”查表对症下药，最后用“改哪里→加什么→怎么验”的循环收敛。设计预防（滤波 + 布局 + 抖频）是主角，超标整改是补救——两个都要会，但预防永远比补救便宜一个量级。

与库内文档的关系：滤波器设计的全部公式取自 01_Wurth_ANP015全译（式 1~18 全录）；谐波阶数与频段对应取自 12_傅里叶与频域通识（§3、精炼速查）；布局手段呼应 05_开关电源PCB布局设计 §6；开关器件 dV/dt 能力取自 GaN物理深潜、SiC物理深潜；EVM 实板滤波配置取自 NCP1680 EVBUM2822、NCP1680 EVBUM2886、NCP1568 EVBUM2734；抖频数据取自 InnoSwitch3、NCP1342。

数据规范：标准限值、安规分类、漏电流限值标“标准通识（以现行版本为准）”；库内数据（ANP015 公式与算例、EVM 实测配置、各 IC 抖频规格）逐一标出处；工程经验、业界惯例标「业界经验」；本篇独立推算标“本篇推算”；严禁编造。公式 LaTeX。

1. EMC 全景：噪声怎么进来、往哪跑、谁在遭殃

1.1 先给结论

电磁兼容（EMC, Electromagnetic Compatibility）只有要点：把“不该发射的噪声”压到限值以下，同时“该收的信号”不被噪声搞坏。 对开关电源来说，前一半是发射（emission）——本篇主角；后一半是抗扰（immunity）——不在本篇范围。发射又分成两条路：沿电源线跑出去的叫传导（conducted），测 150 kHz~30 MHz；从空间辐射出去的叫辐射（radiated），测 30 MHz~1 GHz（傅里叶篇 §3.5 的频段映射口径）。任何一起 EMC 超标，都是三件事凑齐了才发生：有源（干扰发生器）、有路径（导线或空间）、有受体（LISN 或天线）——改造任何一环都能改善，而电源工程师手里永远握着其中两环（源和路径）。

1.2 类比：楼上装修，楼下遭殃

楼上电钻（源）吵不吵得着你，取决于路径（楼板厚不厚、隔不隔音）和受体（你在不在家、耳朵灵不灵）。把电钻换成开关电源的开关节点，把楼板换成“电源线 + 空间 + 寄生电容”，把耳朵换成LISN（线路阻抗稳定网络，测传导）和天线（测辐射）——EMC 的完整画面就出来了。你控制不了法规（受体是死的），但你能控制源的“音量”和路径的“厚度”。 本篇一切手段，都在改源或改路径。

1.3 传导 vs 辐射：两条路，两个频段，两套对策

传导 EMI 辐射 EMI
频段 150 kHz ~ 30 MHz 30 MHz ~ 1 GHz
路径 沿电源线（L/N/PE），LISN 50 Ω 取样 空间电磁波，天线在 10 m/3 m 处接收
主要机制 开关谐波“电流”进电网 高频谐波“电场/磁场”耦合到天线
对策 滤波器（X/Y 电容 + 共模/差模电感）+ 抖频 布局（缩环、压铜面积）+ 屏蔽 + 放慢边沿
判据 LISN 上测到的干扰电压（dBµV） 天线处的场强（dBµV/m）

两件事要记死：传导看“电流”，辐射看“场”；且同一个开关动作同时产生传导和辐射——高频端（>30 MHz）由边沿斜率主导，低频端（<30 MHz）由谐波梳子主导（傅里叶篇 §3.3：边沿频谱拐点 $f_c = 1/(\pi t_r)$）。

1.4 差模 vs 共模：干扰电流的两种“走路姿势”

干扰电流怎么走，决定用什么元件去挡——这是滤波器设计的总分水岭：

分辨口诀（ANP015 §2.1）：LISN 两只 50 Ω 测量电阻上分别测得 $V_{L,RF}$、$V_{N,RF}$，则

$$V_{DM} = \frac{V_{L,RF} - V_{N,RF}}{2}\qquad V_{CM} = \frac{V_{L,RF} + V_{N,RF}}{2}\qquad \text{（ANP015 式 1/2）}$$

也就是：两线“对顶”是差模，两线“同相”是共模。这个分解是整个整改流程的第一动作（§6.1）。

1.5 开关电源为什么天然是 EMI 源：方波谐波（呼应傅里叶篇）

开关节点是一串方波。傅里叶说，方波 = 基波 + 1/3、1/5、1/7… 的奇次谐波，第 $n$ 次幅度正比于 $1/n$，且边沿越陡，高次谐波越多（傅里叶篇 §1.3/§3.3）。于是每开关一次，就“播”出整套谐波梳子；传导频段 150 kHz~30 MHz 里，65 kHz 电源的谐波从 3 次（195 kHz）到 461 次（≈30 MHz），将近 460 根谱线——滤波器压的不是“一个频率”，是一整个梳子。这就是为什么滤波设计按“斜率（40/80 dB/dec）+ 最低频点”来，而不是只摆一个谐振点（傅里叶篇 §3.2）。

1.6 可照做流程：第一次设计前的 EMC 预算

① 定目标标准与限值线（Class A 工业 / Class B 住宅，§7）——先画线再干活；
② 认源：列出板上所有开关节点（含整流二极管、SR 管）的 dV/dt、di/dt 量级（§2）；
③ 定路径：判断每个源主要走差模还是共模、落在哪个频段（§1.4 + §2.4 总表）；
④ 定对策：滤波器按"无预合规则 ≥40 dB 起步"设计（ANP015 §2.2，§3）；
⑤ 布局预算：缩热环、压开关节点铜面积、Y 电容低电感接地（§4）；
⑥ 如 IC 支持，开抖频摊平开关频点能量（§5）；
⑦ 首板进实验室前，先近场探头 + 频谱仪自测一遍（§7.4）。

要点：设计阶段花 3 天做 EMC 预算，比认证前花 3 周改板便宜得多（「业界经验」）。

2. 三个源：dv/dt、di/dt、反向恢复

开关电源的 EMI 源头归根到底只有三个。每个源都有它最“凶”的频段和它最喜欢走的路径——记全这张总览，超标时才能对号入座。

2.1 源一：开关节点 dv/dt（辐射 + 共模）

2.2 源二：电流 di/dt（差模 + 传导）

2.3 源三：二极管反向恢复（高频振铃）

2.4 三个源的分频段总表

源 主频段 主要路径 首刀对策
开关节点 dv/dt 低频段共模 <10 MHz；高频辐射 >30 MHz 寄生电容 → 共模；节点天线 → 辐射 Y 电容 + 共模电感；压铜面积 + 放慢边沿
电流 di/dt 150 kHz ~ 几 MHz（差模） 输入环路 → 差模 X 电容 + 差模电感；缩差模环
反向恢复振铃 5 MHz ~ 30 MHz / 30 MHz 以上 器件与寄生电感谐振 → 共模/辐射 换器件 / RC 吸收 / 并联小电容

工程含义：超标频谱图上的每个“鼓包”都能反查到某个源。低频段（150k~500k）查差模和 X 电容；中频段（500k~5M）查共模；高频段（5M~30M）查振铃和源端 dv/dt——§6 有完整对症表。

2.5 可照做流程：对着自己的板子找源

① 用示波器（高压差分探头）量每个开关节点波形，记录 dV/dt 与振铃频率（PCB布局篇 §6.5：
   VSW 必须高压差分探头，普通探头地线夹在开关节点旁等于给采样加天线）；
② 用电流探头量输入线/整流桥后的电流波形，看脉动幅值与边沿；
③ 把测到的开关频率、边沿时间代入 §2.4 总表，预判"哪个源会先超标"；
④ 对照 EVM 的滤波配置（§3）评估自己的余量。

3. 滤波器设计：先分工，再算尺寸

3.1 分工：差模和共模各管各的（先给结论）

滤波器是一套分工明确的组合拳，不是一堆元件堆上去：

EVM 实板就是这套分工的活教材：NCP1680 EVBUM2822（300 W 图腾柱）输入为“两级共模 2×35 mH + 2×7 mH，差模 150 µH，X 电容 2×820 nF，Y 电容 2×2.2 nF + 薄膜 Y 2×2.2 nF”（EVBUM2822 §BOM）；NCP1568 EVBUM2734 输入为“共模电感 6.5 mH + X2 电容 220 nF + 差模/级间电感 2 µH/10 µH + 径向 Y 电容 470 pF/150 pF”（EVBUM2734 §BOM）。

3.2 单级滤波器计算（ANP015 §3 全录）

先决条件：带不带滤波器的参考测量必须有。 没有预合规测量时，按开关频率处 CM、DM 各 ≥40 dB 插入损耗起步（ANP015 §2.2）。单级 LC 是二阶滤波器，插入损耗斜率 40 dB/decade：

$$A_{fsw} = \log\left(\frac{f_{sw}}{f_{CO}}\right)\cdot 40\ \mathrm{dB}\qquad f_{CO} = \frac{f_{sw}}{10^{A(\mathrm{dB})/40}}\qquad \text{（ANP015 式 3/4）}$$

算例（ANP015 §3，300 kHz/25 W 反激，需 40 dB）：

$$f_{CO} = \frac{300\ \mathrm{kHz}}{10^{40/40}} = 30\ \mathrm{kHz}$$

$$L_{CM} = \frac{1}{(2\pi f_{CO})^2\, C_{YG}} = \frac{1}{(2\pi \cdot 30\ \mathrm{kHz})^2 \cdot 9.4\ \mathrm{nF}} = 3\ \mathrm{mH}\;\rightarrow\;\text{选 } 3.3\ \mathrm{mH}\ \text{（共模电感公差大，留余量）}$$

$$C_X = \frac{1}{(2\pi f_{CO})^2\, L_{DM}} = \frac{1}{(2\pi \cdot 30\ \mathrm{kHz})^2 \cdot 14.6\ \mathrm{\mu H}} = 1.92\ \mathrm{\mu F}\;\rightarrow\;\text{选 } 2.2\ \mathrm{\mu F}/310\ \mathrm{V}\ \mathrm{X2}$$

选完标称值后按实选值回代，得 CM/DM 各约 41 dB。X 电容会随电网浪涌在寿命期内劣化，两处原文都强调总留安全余量（ANP015 §3）。

3.3 两级滤波器计算（ANP015 §4 全录）

两级相对单级：封装更小、寄生（自谐振）更好、设计更灵活，斜率翻倍到 80 dB/decade：

$$f_{CO} = \frac{f_{sw}}{10^{A(\mathrm{dB})/80}}\qquad \text{（ANP015 式 10/11）}$$

同样需 40 dB：$f_{CO} = 300\ \mathrm{kHz}/10^{40/80} = 95\ \mathrm{kHz}$。两个实际截止频率约为有效值的 0.6×/1.6×，且必须相隔至少一个倍频程（2:1）避免谐振峰重叠（ANP015 式 13/14）：

$$f_{CO1} \approx 0.6 f_{CO} = 57\ \mathrm{kHz}\qquad f_{CO2} \approx 1.6 f_{CO} = 152\ \mathrm{kHz}$$

算例（ANP015 §4，两只 2.2 nF Y2 → $C_{YG}=4.4\ \mathrm{nF}$）：

$$L_{CM} = \frac{1}{(2\pi\cdot 95\ \mathrm{kHz})^2 \cdot 4.4\ \mathrm{nF}} = 0.64\ \mathrm{mH}\;\rightarrow\;\text{选 } 1\ \mathrm{mH}\ \text{（回代得 48 dB）}$$

$$L_{DM} = \frac{41\ \Omega}{2\pi\cdot 1\ \mathrm{MHz}} = 6.5\ \mathrm{\mu H}\;\rightarrow\;C_X = \frac{1}{(2\pi\cdot 95\ \mathrm{kHz})^2 \cdot 6.5\ \mathrm{\mu H}} = 0.43\ \mathrm{\mu F}\;\rightarrow\;\text{选 } 560\ \mathrm{nF}\ \text{（回代得 45 dB）}$$

何时该上两级：开关频率高（300 kHz 以上）、需要 >40 dB 深衰减、或单级已把截止频率压到与电网 50 Hz/谐波重合时。ANP015 实测：两级滤波器从 350 kHz 起在宽频段比单级最多多压 30 dB（ANP015 §6）。

3.4 谐振风险：无阻尼 LC 峰（先给结论）

LC 滤波器在截止频率处有一个无阻尼谐振峰——设计不当会在谐振点附近“越滤越吵”。二阶 LC 谐振频率 $f_{res} = 1/(2\pi\sqrt{LC})$，峰值高度由阻尼（寄生 ESR、源/负载阻抗）决定；共模电感的磁芯无气隙，共模电流过大时会饱和、电感量骤降，滤波失效（ANP015 §11：实际共模电流一般 <10 mA 不敏感，电机逆变器等大共模电流场合才危险）。对策：让最低相关频率（开关频率）显著高于两个截止频率、两级截止频率隔开 ≥1 倍频程（§3.3），并保证工作频点远离自谐振（CMC 用 REDEXPERT 在工作频率读阻抗、避开自谐振点，ANP015 §11 的“标称电感量不是起始值”）。

3.5 X2/Y 安规电容选型（呼应 11 电容家族安规篇）

3.6 磁芯材料：频率段决定材料（ANP015 §11）

共模电感磁芯三种材料的分工是“频率段决定材料”（EMI滤波 README 联动 TDK 铁氧体篇）：

材料 最佳频段 备注
锰锌 MnZn 50 kHz ~ 5 MHz 常规首选，注意温度与频率依赖
镍锌 NiZn 5 MHz ~ 500 MHz 高频共模
纳米晶 NC 最宽带、无温度依赖 许多应用首选；NCP1680 EVM 前级即纳米晶（EVBUM2822）

“标称电感量不是起始值”（ANP015 §11）：标称值常在 10 kHz 测量，而电感是频率的函数——1 mH 的纳米晶在 1 MHz 处只剩 0.146 mH（Z=0.915 kΩ），锰锌剩 0.62 mH（Z=3.91 kΩ）。设计要在开关频率处用阻抗读值，而不是拿标称电感量算。

3.7 可照做流程：滤波器设计五步

① 预合规测量（或按 ≥40 dB）确定 CM、DM 各需多少衰减（ANP015 §2.2）；
② 按 40 dB/dec（单级）或 80 dB/dec（两级）求 f_CO（式 3~11）；
③ 先 CM：定 Y 电容（受漏电流限）→ 求 L_CM → 选标称值回代（式 6/7）；
④ 再 DM：从阻抗曲线读 L_DM（漏感）→ 求 C_X → 选 X2 标称值回代（式 8/9）；
⑤ 检查：谐振峰避开工作频段、磁芯材料匹配频段、留安全余量（X 电容劣化 + CMC 公差）。

4. 布局与屏蔽的 EMI 手段：物理世界的滤波器

滤波器的位置在电源线上，而布局是“装在板子里的滤波器”——布局做错，滤波器的效率先被压缩近半。

4.1 高 dv/dt 节点铜面积最小化（呼应 PCB 布局篇 §6.2）

高 dv/dt 节点的铜面积是“散热 vs EMI”的平衡点：铜越大散热越好、辐射天线越大。第一步永远是压到“够载流”为限。 量化核算：UCC28781/04 口径，开关节点铜箔每多 10 pF，ZVS 环流配额就多约 3%；NCP1399/04 口径，HB 是 dV/dt 50 V/ns 的绝对额定节点，环路电感大 = 振铃高 = 打穿浮动域或干扰传感器（PCB布局篇 §6.2）。同时把开关电流环路布置成同方向卷绕，磁通相消，辐射减半（TI AN-1149，PCB布局篇 §1.3）。

4.2 Y 电容接地点：共模回流的“指路标”（§6.3）

共模电流走“开关节点 dv/dt → 寄生电容 → 地/机壳 → Y 电容 → 回输入”。Y 电容是这条回路的指路标：放错位置，共模电流改走别的寄生路径，滤波全白做。 四条铁律（ANP015 §10，PCB布局篇 §6.3）：

  1. PE 连接（Y2 参考地）尽可能低电感——只有如此 Y2 电容才高效；
  2. 共模电感下方不得铺铜——会增大输入→输出寄生耦合电容、恶化高频插入损耗；
  3. 尽量不给元件焊盘引短桩线（stub），走线直接穿过焊盘，减小寄生连接电感；
  4. 滤波元件彼此及与干扰源保持精心选择的距离（H/E 场近场耦合会破坏滤波效果）。

4.3 输入输出分两侧：不要让滤波器“近亲结婚”

输入侧（电网进来的 L/N/PE）与输出侧（负载线）在板子上分居两侧、走线拉开距离，Y 电容的参考地、输出地、PE 的连接点规划清楚。NCP1680 EVBUM2886 的演示板在跳线板上提供了把输出地连到 PE 端子的选项，作为 EMI 调整手段（EVBUM2886 §原理图描述）——输入地、输出地、PE 三个点“连不连、在哪连”本身就是个可调的 EMI 旋钮（「业界经验」）。

4.4 屏蔽与缓冲（呼应 PCB 布局篇 §6.4）

4.5 可照做清单（布局评审时逐条过）

□ 开关节点铜箔"够载流即止"，不多铺（UCC28781/04）
□ 功率环/热环面积最小（母线电容—开关管—变压器—地四点收紧）
□ Y 电容参考地（PE）低电感；共模电感下方不铺铜；无 stub（ANP015 §10）
□ RC/RCD 吸收贴开关管收紧，远离采样线（NCP1342/04）
□ 初/次级隔离带：无铜、无器件腿、无螺丝孔，爬电/间隙按目标标准查表（§8.2）
□ 开关节点测量用高压差分探头、短地线（UCC28781/04）

5. 抖频/扩频：不减少总噪声，把尖刺抹成平顶山

5.1 为什么抖频能把能量摊开（傅里叶视角）

定频工作 = 噪声能量全部挤在 $f_{sw}$ 一根谱线上，谱线尖且高。抖频（spread spectrum）让开关频率在 $f_{sw} \pm \Delta f$ 内连续扫动，谱线变成一条频带。能量守恒：总能量没变，但被摊进整条带里，每个频率点上的峰值能量都降下来——而 EMI 检波读的是准峰值/平均值，峰值降了读数就降了（傅里叶篇 §3.4）。

5.2 降幅量级与代价

5.3 库内哪些 IC 内置抖频

IC 抖频规格 出处
InnoSwitch3 ILIM 按 fM=1.25 kHz 在 100%~95% 调制 → ~7 kHz 频谱展开 @~100 kHz InnoSwitch3 README / DS
NCP1342（QR） 抖动频率 1.3 / 1.55 / 3.9 kHz（版本决定），幅度 55~92 mV NCP1342 README
UCC28700 / UC3842 系 规格书与排查篇有抖频表述 EMI滤波 README 联动口径

5.4 可照做流程：抖频与滤波器是同一份预算

① 看 IC 是否内置抖频：有则默认开启，作为 EMI 预算的第一块"免费"贡献；
② 若抖频开启后仍超标：把滤波器按"开关频率处谐波"补（ANP015 §3：
   开关频率低于频谱下沿则按首个相关谐波设计，如 70 kHz → 210 kHz 三次谐波）；
③ 抖频深度与滤波器阶数是同一份预算的两面：抖得深（如 3.9 kHz 版本）可省滤波阶数，
   反之靠两级滤波器撑衰减；
④ 验证时注意：环路带宽 ≤ fjitter/4；轻载扫频无效果是正常的（NCP1342 DS）。

6. 整改方法论：超标了怎么办

6.1 传导超标定位：先问“共模还是差模？”（先给结论）

超标后第一步不是加电容，而是判断头上这顶超标帽子是共模还是差模。 三种分辨法（「业界经验」+ ANP015 §2 口径）：

  1. LISN 双线对比：用双输出 LISN，按 $V_{DM} = (V_L - V_N)/2$、$V_{CM} = (V_L + V_N)/2$ 分解（ANP015 式 1/2）——一算就知道谁超标；
  2. 加 Y 电容观察：在 L/N 与地之间临时并一只 Y 电容（如 1 nF），共模超标会明显改善、差模基本不变——低成本单变量实验；
  3. 磁性夹钳（CM/DM separator）：夹在电源线上分离共模/差模电流，配合频谱仪直接看（实验室工具，业界标准做法）。

6.2 逐频段对症表（传导 150 kHz~30 MHz）

频段 主要机理 首刀对策 次刀 出处
150k~500k 差模（开关基波/低次谐波，X 电容容量吃紧） 加大 X 电容、加差模电感 若 X 电容已 >1 µF 且仍超标 → 加两级/调截止频率 ANP015 §3/§4
500k~5M 共模（dv/dt 经寄生电容） 共模电感 + Y 电容（核对 Y 容值在漏电流限内） 抖频摊平开关频点；检查 Y 电容接地电感 ANP015 §8、PCB布局 §6.3
5M~30M 共模振铃（反向恢复/漏感振铃） 改源端：RC 吸收、放慢边沿（加大栅电阻） 二极管并联小电容、换快恢复/SiC/GaN 器件、输出端 1 µF 陶瓷 InnoSwitch3 DS EMI 7 条、GaN/SiC 物理篇

记忆口诀：低频差模（X 电容管）、中频共模（CMC+Y 管）、高频振铃（源端管）——频段往下游走，对策往上游（源头）走。

6.3 辐射超标定位（30 MHz~1 GHz）

辐射超标的“鼓包”通常来自三处，用近场探头 + 频谱仪在板子上扫：

  1. 开关节点/功率环的电场耦合：用 E 场探头贴近高 dv/dt 节点扫，找到鼓包最强的位置——那是辐射源（PCB布局篇 §6.2）；
  2. 电缆共模：输出线/输入线是“移动天线”——电缆上的共模电流是辐射大头的常见真相。用电流钳夹电缆测共模电流，超标则在线缆上套磁环（共模扼流圈）或在线路板输出口加共模元件（「业界经验」）；
  3. 电感漏磁：开磁芯/工字电感漏磁直射天线，换闭合磁芯或加屏蔽罩（TI AN-1149，PCB布局篇 §1.3）。

6.4 “改哪里、加什么、怎么验”循环

循环四步，一次只改一个变量：
① 改哪里：按 §6.2/§6.3 对症表定位——先判断"源还是路径、共模还是差模、哪一频段"；
② 加什么：从对症表选首刀对策（一个！），记录改动；
③ 怎么验：重测该频段，看峰值降了多少、有没有出现新鼓包（滤波器加多了会出现谐振峰）；
④ 收敛判据：全部频段留 ≥6 dB 余量（传导）/≥3~6 dB（辐射）（业界经验）；
   若改元件无效 → 八成是布局问题（§4），回布局找环面积和接地点。

注意：一次只改一个变量，是整改最快收敛的铁律——同时动三个参数，你永远不会知道是谁治好了病（「业界经验」）。

7. 标准与测试：限值怎么画、仪器怎么摆、自己怎么先测

7.1 限值概念：QP / AV / PK 三种检波（标准通识，以现行版本为准）

限值线不是一条，是 QP + AV 两条：QP 限值线在 AV 之上（传导频段典型差 10 dB）。被测谱线必须同时趴到两条线下面。

7.2 CISPR / EN / FCC 概览（标准通识，以现行版本为准）

标准 区域/对象 要点
CISPR 22 国际，信息技术设备（ITE） 传导 150k~30M + 辐射 30M~1G；Class A（工业）/ Class B（住宅）
CISPR 32 国际，多媒体设备（MME，含 ITE/AV） CISPR 22 的接替者，频段/方法类似
EN 55032 欧盟版 CISPR 32 欧盟市场准入
FCC Part 15 美国 传导 + 辐射（Class A/B）；EVM 手册里那句“未经 FCC 15 部分合规测试”说的就是它（EVBUM2822 法律声明）

Class B（住宅）比 Class A（工业）严约 10~20 dB——适配器/充电器面向消费者走 Class B。具体数字以现行标准版本为准，本篇只给概念。

7.3 测试布置：传导与辐射的标准场地

7.4 预合规测试：实验室之前先自测（先给结论）

正式送测前，用“近场探头 + 频谱仪”先在本地做一轮预排查——这是把 EMC 从经验摸索变流程的关键一环（ANP015 §2 的预合规测量即用于此）：

① 双输出 LISN + 示波器 FFT（或 EMI 接收机）：按 V_DM/V_CM 分解测传导（ANP015 式 1/2），
   满载测，开关频率处 CM/DM 各需 ≥40 dB 起步（无预合规则）；
② 近场探头 + 频谱仪：扫板面找辐射鼓包位置（§6.3 定位法）；
③ 读谱三件事：谱线间距（=实测 fsw）、包络走向（≈边沿斜率）、鼓包位置（=谐振靶心）
   （[[04-开关电源知识库/10_基础理论/01_数学/02_傅里叶与频域通识|傅里叶篇 §7]]）；
④ 对照限值线：预合规只求"有没有戏"，不求准，但**余量至少要留 6 dB**（业界经验）。

数据规范：限值线具体数值、测试布置尺寸、检波时间常数均为“标准通识，以现行版本为准”，本篇只给概念不列具体数。

8. 安全与 EMC 的权衡：两项必须同时核算的预算

8.1 Y 电容漏电流 vs 共模抑制（呼应 PCB布局篇 §6.3 推算）

Y 电容是共模抑制的主力，但每只 Y 电容都在往 PE 上漏电流——容值越大，EMI 降得越多，漏电流越大。漏电流由电网电压、频率和 Y 容值决定（ANP015 式 29）：

$$I_{LEAK} = V_{GRID}\cdot 2\pi f_{GRID}\cdot\left(C_{YL} + \frac{C_{XG}\cdot C_{YN}}{C_{XG}+C_{YN}}\right)$$

量级锚点：带保护导体的常见应用限值 3.5 mA（医疗类几 µA，ANP015 原口径）；230 V/50 Hz 下 3.5 mA 对应总 Y 容值约 48 nF 上限（本篇推算，PCB布局篇 §6.3）。ANP015 算例：5.6 nF Y + 2.4 µF X → 0.89 mA。这就是为什么 Y 电容只有 nF 级——不是不想加大，是漏电流在踩刹车。医疗等不允许漏电的场合只能选“不带 Y 电容”的滤波变体（ANP015 §12 的 WE-CLFS 无 Y 版本）。

8.2 安规爬电 vs 布局（呼应 PCB布局篇 §7）

Y 电容跨的是初/次级隔离带，而隔离带本身有硬规矩：初/次级之间是一条“不能有铜、不能有器件腿、爬电与电气间隙达标”的隔离带（PCB布局篇 §7.1）。

9. 精炼速查

9.1 频段-机理-对策总表

频段 机理 对策 出处
传导 150k~500k 差模（开关基波/低次谐波） 加大 X 电容、加差模电感、两级滤波 ANP015 §3/4
传导 500k~5M 共模（dv/dt 经寄生电容） 共模电感 + Y 电容；抖频；Y 接地低电感 ANP015 §8、PCB布局 §6.3
传导 5M~30M 共模振铃（反向恢复/漏感） RC 吸收、放慢边沿、二极管并小电容、换器件 InnoSwitch3 DS、GaN/SiC 篇
辐射 30M~1G 高 dv/dt 天线、电缆共模、电感漏磁 压开关节点铜面积、缩环、屏蔽、线缆磁环 PCB布局 §6、TI AN-1149

9.2 整改十步流程

① 摸底：预合规测量（双输出 LISN 或近场探头+频谱仪）——先知道自己超了多少；
② 分辨：V_DM/V_CM 分解 → 超标的是共模还是差模？（ANP015 式 1/2）
③ 定位频段：按 §9.1 表对上号——低频差模/中频共模/高频振铃；
④ 单变量首刀：按对症表改一个元件（X 电容 / CMC+Y / 吸收），记录改动；
⑤ 重测该频段：看降了多少、有没有新鼓包（谐振峰）；
⑥ 若无效：查布局——环面积、Y 电容接地点、隔离带（§4）；一次只动一个变量；
⑦ 高频振铃顽固：改源端——栅电阻、吸收、换快恢复/SiC/GaN 器件；
⑧ 辐射超标：近场探头定位鼓包，电缆套磁环，压开关节点铜面积；
⑨ 全部频段留 ≥6 dB 余量（业界经验），再送实验室；
⑩ 正式测试按标准布置（LISN/天线/接频率下限），以现行标准版本限值判合。

9.3 滤波器设计速算（ANP015 口径）

项 公式/值 备注
单级斜率 40 dB/dec 二阶 LC
两级斜率 80 dB/dec 两截止频率相隔 ≥1 倍频程
截止频率 $f_{CO} = f_{sw}/10^{A/40}$（单级）或 $f_{sw}/10^{A/80}$（两级） 无预合规则按 40 dB 起步
共模 $L_{CM} = 1/((2\pi f_{CO})^2 C_{YG})$ $C_{YG}$=两 Y 并联
差模 $C_X = 1/((2\pi f_{CO})^2 L_{DM})$ $L_{DM}$ 从阻抗曲线读
Y 漏电流 $I_{LEAK} = V\cdot 2\pi f\cdot C_{eff}$，限 3.5 mA 230 V/50 Hz → 总 Y ≤48 nF
磁芯材料 MnZn 50k~5M / NiZn 5M~500M / NC 最宽带 按开关频率选

9.4 测试 checklist（送测前过一遍）

□ 目标标准与限值线确认（Class A/B、CISPR/EN/FCC）
□ 满载+各输入电压下预合规测量完成，余量 ≥6 dB
□ 共模/差模分解确认超标对象
□ 抖频已开启（若 IC 支持）且环路带宽 ≤ fjitter/4
□ Y 电容总容值在漏电流限内（≤3.5 mA 量级）
□ X 电容放电电阻两只串联、双脚全接
□ 隔离带无铜、爬电/间隙按目标标准查表
□ 实验室测试按标准布置（LISN/天线/接地平板）

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