汽車電子EMC測試--輻射發射

簡介

這篇系列文章的第 4 部分針對電源轉換器（特別是工業和汽車領域使用的電源轉換器）在開關時產生的輻射排放闡述了一些觀點。

輻射電磁干擾 (EMI) 是一種在特定環境中動態出現的問題，與電源轉換器內部的寄生效應、電路布局和元器件排布及其在運行時所處的整體系統相關。因此，從設計工程師的角度出發，輻射 EMI 的問題通常更具挑戰性，復雜度更高，在系統主板使用多個 DC/DC 功率級時尤為如此。了解輻射 EMI 的基本機制以及測量要求、頻率范圍和相應限制條件至關重要。本文重點介紹這些方面的內容，展示輻射 EMI 測量裝置以及兩個 DC/DC 降壓轉換器的結果。

近場耦合

圖 1 概略介紹了噪聲源與受干擾電路之間基本 EMI 耦合模式特別是電感或 H 場耦合需要 di/dt 較高的時變電流源和兩條磁耦合回路（或帶有返回路徑的平行導線）。另一方面，電容或 E 場耦合需要 dv/dt 較高的時變電壓源和兩塊緊鄰的金屬板。這兩種機制均屬于近場耦合，其中的噪聲源與受干擾電路非常接近，可使用近場嗅探器進行測量。

例如，現代電源開關，特別是氮化鎵 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 基晶體管，其輸出電容 COSS 較低，柵極電荷 QG 較少，能夠以的 dv/dt 和 di/dt 轉換率進行開關。相鄰電路發生 H 場和 E 場耦合以及串擾的可能性很高。然而，隨著互感或電容減小，耦合結構的間距增大，近場耦合顯著減弱。 

遠場耦合

典型的電磁 (EM) 波以 E 場和 H 場組合的形式傳播。輻射天線源附近的場結構為復雜的三維模式。從輻射源進一步分析，遠場區域中的 EM 波由彼此正交并且與傳播方向正交的 E 場和 H 場分量組成。圖 2 展示了這種平面波，它代表輻射 EMI 的主要基準，受到各種輻射標準的約束。