一、EMC设计核心要点
1. 干扰源分析与抑制
主要干扰源： - 开关器件（IGBT/SiC MOSFET）：高频开关动作（di/dt、dv/dt）产生宽频谱噪声（几十kHz至几百MHz）。
- 高频谐振：PCB寄生参数（电感、电容）与电路拓扑相互作用引发谐振。
抑制措施： 降低开关速度：通过调整驱动电阻或门极驱动电压，适度减缓开关边沿（如dv/dt控制在5-10V/ns），但需权衡开关损耗。 软开关技术：采用ZVS（零电压开关）或ZCS（零电流开关）拓扑，减少开关噪声。 RC缓冲电路：在开关器件两端并联RC吸收电路（如10Ω+10nF），抑制电压尖峰和谐振。
2. 传导干扰抑制
直流侧滤波： - 差模滤波：直流母线串联差模电感（μH级）并并联电解电容（如1000μF），抑制低频纹波。
- 共模滤波：共模扼流圈（磁环多匝绕制）配合Y电容（如2.2nF/3000V），吸收共模电流。
- 关键参数：滤波器截止频率需低于开关频率的1/10（如开关频率50kHz，则截止频率<5kHz）。
交流侧滤波： 3. 辐射干扰抑制
PCB布局优化： - 功率回路最小化：主功率环路（如DC+→开关器件→电感→DC-）面积尽可能小，减少磁场辐射。
- 分层设计：采用4层以上PCB，设置完整地平面和电源平面，避免跨分割布线。
- 敏感信号隔离：数字控制信号（如PWM、采样）远离功率走线，必要时使用屏蔽线或磁珠隔离。
屏蔽设计：
- 金属屏蔽罩：对高频电路（如驱动电路、采样电路）加装金属屏蔽盒，接地良好。
- 电缆屏蔽：输入/输出电缆采用双绞屏蔽线，屏蔽层单点接地（避免地环路）。
4. 接地与等电位设计
接地策略：
单点接地：数字地（控制电路）、模拟地（采样电路）、功率地（主电路）通过星形连接汇至单点。 接地平面：大面积覆铜降低接地阻抗，避免高频噪声通过地线耦合。 机壳接地：逆变器金属外壳直接接大地（PE），接地电阻<4Ω。
二、关键注意事项
寄生参数控制： - 避免长走线或大环路布局，防止寄生电感引发电压振荡。
- 功率器件散热器与PCB之间使用绝缘导热垫，并通过Y电容（如1nF）接机壳，避免容性耦合噪声。
滤波器的安装位置：
驱动电路隔离： - 采用光耦或数字隔离器（如Si8261）隔离控制信号，防止功率侧噪声耦合至控制电路。
三、EMC标准与测试要求
1. 国际标准
传导发射（CE）： - CISPR 11/EN 55011：工科医设备标准，限值要求150kHz-30MHz。
- EN 61000-6-4：工业环境通用发射标准。
辐射发射（RE）：
CISPR 11 Class A：30MHz-1GHz，需满足电场强度限值（如30dBμV/m@10m）。
抗扰度（Immunity）： - IEC 61000-4-2：静电抗扰度（接触±4kv、空气 ±8kv）
- IEC 61000-4-3：辐射抗扰度（10V/m）
- IEC 61000-4-4：电快速瞬变脉冲群（EFT，±2kV）。
- IEC 61000-4-5：浪涌抗扰度（±2kV差模/±4kV共模）。
- IEC 61000-4-6：传导抗扰度（CS，3V）。
- ……
2. 典型测试失败场景与对策
高频段辐射超标（>100MHz）： - 原因：开关器件或PCB走线的高频谐振。
- 对策：优化PCB布局，增加屏蔽罩，或在电源线上加装铁氧体磁环。
低频传导噪声（150kHz-1MHz）：
原因：滤波电感饱和或电容容量不足。 对策：更换高饱和电流电感，或增大滤波电容容量。
四、实际应用案例光伏逆变器EMC设计示例
输入侧： - 直流母线安装共模扼流圈（2mH）+ X电容（0.47μF）组合。
- 光伏输入负极通过Y电容（2.2nF）接机壳，抑制共模电流。
输出侧：
LCL滤波器参数：L1=500μH，C=10μF，L2=200μH，阻尼电阻3Ω。
PCB设计：
五、总结：EMC设计流程
前期仿真：使用SPICE或ANSYS SIwave进行传导/辐射噪声仿真。
原型机优化： - 分阶段测试：先解决传导干扰，再处理辐射干扰。
- 迭代调整滤波器参数和PCB布局。
认证测试： 通过系统化的EMC设计，50kW逆变器可满足严苛的电磁兼容要求，同时兼顾效率与可靠性。实际设计中需结合成本与性能，灵活选择滤波、屏蔽和接地策略。
50kW High-Frequency and High-Efficiency SiC Voltage Source Inverter
请查阅 https://www.emc.wiki/thread-18811-1-1.html
华为逆变器规格书
请查阅 https://www.emc.wiki/thread-18811-1-1.html
wattpower 逆变器规格书
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Good EMC Engineering Practices in the Design and Construction of Fixed Installation
请查阅 https://www.emc.wiki/thread-18811-1-1.html | 
