盡管作為離散單元，電源通常能夠遵守有關電磁干擾 （EMI） 的相關法規，但必須在完整系統的范圍內驗證合規性。如果購買的 AC-DC 電源單元 （PSU） 需要集成到系統設計中，則意味著所涉及的工程團隊必須自己處理 EMI 方面，從而導致應對眾多挑戰。本文將著眼于需要解決的問題以及如何最大程度地減少工作量。

根據最終產品的目標市場，工程師需要了解某些 EMI 標準。在美國，有 FCC 第 15 部分 A 類和 B 類標準，而全球將適用 IEC 的 CISPR 32 A 類和 B 類標準。盡管應該理解這些標準并不完全相同，但它們仍然相當接近。因此，只要滿足其中之一的合理程度的容忍度，它也將能夠遵守另一個。

對于這兩個標準，A 類與商業、工業或商業環境中使用的設備有關。相反，B 類處理住宅用途。后者具有更大的嚴格性，因為假設設備在受控較少的環境中運行，發生交叉干擾的可能性更大。

在生產時，PSU 制造商通常會確保他們的設備符合剛剛描述的 EMC 標準之一。不過，這是對它們進行單獨測試的時候，而不是與它們最終將在其中使用的系統一起進行測試。由于法定電磁合規 （EMC） 認證適用于整個系統，因此 PSU 產生的噪聲必須添加到數據線、時鐘等發出的噪聲中。然后，總數需要低于標準認為可接受的數字。

當只涉及一個 PSU 時，系統很有可能達到必要的 EMC 合規性。因此，工程師可以避免將外部濾波納入其設計的相關困難。正如我們將看到的，一旦必須考慮多個 PSU，事情就會變得更加復雜。

作為模塊安裝在系統中的 AC-DC 通常具有與機箱電源連接器或進行 EMI 測量的飛線的有線連接。這意味著此布線可能會受到影響，這可能會增加未滿足 EMC 合規性的風險。如果 AC-DC 模塊的 EMC 合規性有合理的余量，那么系統應該能夠獲得認證，只要注意接地和電纜布線。

圖 1 EMI 拾取通常出現在電纜上。資料來源：崔公司。

單個外部過濾器

然而，指定帶有內部濾波器的 AC-DC 可能不是最好的方法有幾個原因。例如，如果僅使用內部濾波器無法實現完全的 EMC 合規性，則可能仍需要在設計中添加外部濾波器。這不僅會增加組件的總成本，還會占用額外的工程資源。額外濾波帶來的歐姆損耗肯定會對整體系統效率產生影響。此外，在某些情況下，內部和外部濾波器可能會相互影響，從而在某些頻率上引起共振，從而增加 EMI 水平。

與這種過度設計和低效的安排相比，使用單個外部過濾器可以證明是一個更好的解決方案。這樣的過濾器將位于 AC 入口附近，并與實際系統負載更好地匹配。內部濾波器的規格往往可以處理輸出負載和溫度水平方面的最壞情況。但是，它們所針對的實際應用可能沒有這些嚴格的要求。因此，如果在合并 PSU 或 PSU 之后采購外部過濾器并將其添加到系統中，這可能會顯著降低成本，并且尺寸也更小。從工程和商業角度來看，這兩者都是有利的。

在將多個 PSU 置于 N+n 配置中的設計中，其中至少有一個連續閑置，因此可以使用一個外部通用濾波器，其額定值僅適用于任何一次供電的實際 PSU 數量。每個 PSU 都不需要內部過濾器，并且可以顯著降低材料清單 （BOM） 成本。

圖 2多個 PSU 上的單獨過濾（左）與使用單個過濾器的更簡化的方法（右）相比。資料來源：崔公司。

最優過濾策略

當系統具有多個 PSU 時，可能會出現其他問題。附加效應意味著所觀察到的 EMI 特性更加復雜，因此需要進行外部濾波。這將導致所涉及的所有不同過濾器之間發生交互的可能性，尤其是在特定時間未加載的過濾器。每個濾波器的漏地電流對系統整體效率的影響需要認真考慮。

在 PSU 方面，CUI 可以為設計工程師提供多種前瞻性選擇，從而可以處理不同的用例場景。根據應用環境的要求，解決方案可以包含或不包含 EMI 濾波器。以PSK-15W 系列PSU 為例。這些符合 CISPR 32 B 類限制，作為帶有內部過濾的 PCB 模塊。它們具有 II 類安全等級——包括額外的絕緣——具有非常低的泄漏電流，因此不會影響系統的運行參數。

另一個例子是額定功率為 15W 的VOF-15B 系列。該系列中包含的 AC-DC 單元包含濾波功能，從而使它們能夠滿足 B 類 EMC 要求。由于這些是開放式 PSU，具有固有的低 EMI 水平，因此所需的濾波水平非常適中。這意味著需要最少的額外費用。

為了進一步降低總體成本，PBO-15C 系列PSU 不包括內部過濾。相反，這些 15-W 輸出單元依賴于系統濾波器的支持，在許多情況下，無論如何都需要存在該濾波器。同樣，保持低電流泄漏。

盡管確保滿足 EMC 要求至關重要，但這可以通過幾種不同的方式來實現。根據標準，最佳過濾策略可以采取完全不同的形式。通過考慮最佳應用過濾的位置，可以避免與認證相關的大部分工程工作，同時降低 BOM 成本并避免交互以及電流泄漏問題。

Ron Stull 是 CUI Inc. 的電力系統工程師。