前　言▲PREFACE目前，几乎所有的电子产品都离不开开关电源。电子行业中开关电源的设计应用与电磁兼容（EMC）一直以来是个难点，同时很少有书籍专门对开关电源EMC进行全面的阐述。《开关电源电磁兼容分析与设计》自面世以来，得到了广大读者的认可和业界专家的好评。随着技术的不断进步和市场需求的不断变化，这次修订的核心目标是将最新的技术进展、更深入的理论解析及实际的设计案例融入书中，以帮助读者更好地掌握开关电源的EMC分析和设计方法。对于带有开关电源设计的产品，如果不考虑EMC问题，就很可能导致产品无法通过EMC测试，以至于不能通过相关的法规认证。从事开关电源开发设计的人员大多会经历让电源成功量产的磨炼，其问题点要么是热设计，要么是安规问题，当然最麻烦的还是EMC问题。其中，EMC问题是最难预测的。设计工程师通常发现，在开关电源EMC问题上，若将发射频谱的某一频率位置降下来，却又会在另一频率位置上超标。在设法符合了传导发射限制后，可能会发现辐射限制值又超标了。电磁干扰（EMI）是开关电源设计中公认的最具有挑战性的领域，这在一定程度上是因为许多寄生参数在产生影响，这些寄生参数最需要关注，所以再次调整将不可避免。如果对电源本身有深刻的理解，则电源的主体就不需要进行重新设计，只需要在EMC领域进行分析和优化。因此，有一本更接地气的关于开关电源类的EMC分析与设计的参考书籍是目前行业电子工程师最需要的。EMC的分析与设计实际上是和测试相关联的，EMC的分析和设计需要建立在EMC测试的基础上。EMC的三要素是关键因素，包含干扰源、耦合路径、敏感器。敏感器如果是敏感电路或器件就可能会有电磁敏感度（EMS）问题；敏感器是接收天线，如果干扰源存在等效发射天线就可能会有EMI辐射发射问题。对于传导干扰测试，它是通过线性阻抗稳定网络（Line Impedance Stabilization Network，LISN）进行测试的，在50Omega;阻抗一定的情况下，传导干扰的程度取决于流过LISN中这个电阻的电流，那么最简单的处理EMI问题的方法就是要降低流经这个电阻的电流，实践的过程中，在电源端口传导干扰的问题在于流过电源端口的共模电流，分析其共模电流的路径和大小就变得非常重要了。对于辐射干扰，如果在电波暗室进行天线接收测试时，可以减小流过产品中等效发射天线模型（单偶极子天线模型）的共模电流，就有利于解决辐射发射的问题。对于开关电源的EMC问题的分析和设计，思路和方法很重要，例如，任何的信号源总是要返回其源头，即电流的路径总是从源端到负载再返回到源端。这时就可以分析出所有的等效路径，建立简化的等效模型。在EMC领域，任何的开关电源拓扑结构电路都会存在du/dt、di/dt。电路中也没有绝对的零阻抗，当电路中的导体一旦有电流流过，就会产生一定的电压降。利用欧姆定律，在电子电路板上就没有零电压和零电流值。其可能在mu;A、mu;V级别的范围内，即存在一个较小的极限值。因此du/dt、di/dt就会带来EMC问题。任何噪声信号源的回路可能有很多不同的路径，如果不希望某些电流在该路径上流动，就在该路径上采取措施（包括从源头上控制或消除该电流的产生），这是EMC的设计与解决方法。本书共有9章，其中第3 ~ 6章聚焦EMC领域，基本将与开关电源相似的拓扑结构的EMI分析和设计都包含其中。开关电源设计本身是一个复杂的电磁学，如有较深的开关电源设计理论，再来研究其EMC设计，这两者结合后往往会有很大的收获。电磁学也不再那样可怕和难懂，电源的控制环路稳定性也是如此。因此，也期望本书能对实际的生产有用。第1章介绍开关电源EMC正向设计理论，把EMC变成一种可控的设计技术，并与产品功能设计同步进行。对于开关电源EMC的分析与设计就需要理论原理和工程实践的结合，针对三要素中的一个或几个采取某些技术措施，限制或消除其影响，从而正向设计开关电源中的EMC问题。第2章为电磁干扰传输和耦合理论，任何电磁干扰的发生都必然存在干扰能量的传输和传输途径或传输通道，也是EMC三要素中的耦合路径，重点分析了电磁干扰的两种传输方式：一种是传导传输方式，另一种是辐射传输方式。第3 ~ 6章为开关电源EMC分析与设计最重要的部分，通过分析开关电源各个拓扑结构的干扰源及传播路径，以及电源开关变压器与磁元件的特性及应用，给出EMI的设计方法，再通过典型案例进行补充说明。第7章为开关电源PCB优化EMC设计，包含PCB的接地滤波设计、PCB的布局布线设计。一个具有良好接地设计的PCB，不但可以降低流过共模电流产生的电压降，同时也是减小电路中环路面积的重要手段。一个好的PCB设计可以解决大部分的EMC问题，同时在接口电路PCB布局时适当增加瞬态抑制器件和滤波电路，就可以同时解决大部分的抗扰度问题及EMI问题。第8章将第1版中浪涌抑制技术的章节进行了替换，更新了电源中电机驱动及变频器的EMI抑制与策略。在实践中，电机驱动和变频器工作时会产生多种类型的EMI问题，其中，电压和电流的快速变化是主要干扰源之一。根据EMI的抑制技术原理，从标准、技术和实战多个维度解析关键策略，给出常见的EMI抑制策略。例如，在硬件设计方面，合理的PCB布局布线是基础，滤波器也是抑制EMI的得力助手，屏蔽措施同样不可或缺；在软件设计层面，优化电机驱动和变频器的控制算法也能间接起到抑制EMI的作用，合理的接地技术建立;安全回路等。第9章为开关电源EMI测试与优化，通过分析给出了开关电源系统在产品中的传导发射（CE）和辐射发射（RE）的优化思路和方法，对出现的常见问题给出了测试整改的步骤。开关电源EMC分析与设计的目的是能让设计工程师进行产品的正向设计，让产品具有最低的EMC风险，即使通过测试与整改也能达到最高性价比的设计。由于作者的研究有限，其EMC设计并不能包含开关电源中所有的EMC问题，同时也会因为作者知识结构的不全面性，导致出现一些描述不合理或不够准确甚至错误的地方，还请广大读者提供宝贵意见。另外，需要说明的是，有的分析是基于IEEE搜索中一些分散但很好的文章，同时也参考了其他的一些论文和文章。为了方便读者阅读，书中的部分图片来源于网络，其简单易读，方便与大家达成共识。书中的元器件符号、波形、图形和数据等有些是实测的，没有进行标准化处理。希望读者谅解，谢谢！作者　　　　2026年3月　　

第二版，新在哪里？如果你拥有第一版，依然值得关注这次的升级，这次由原先的单色升级为了全彩，内容上也有很大的变化，修订的脉络非常清晰：紧跟标准、深化理论、扩充实例、强化实用。标准迭代全覆盖：新版系统梳理并解读了最新的国内外EMC标准，特别是GB、GJB以及行业常用规范的最新动态与测试要求。这让你的设计从一开始就瞄准正确的;靶心，避免因标准理解滞后而导致的返工。模型与仿真深度融合：增加了关于高频寄生参数提取、近场耦合分析以及系统级EMC仿真预测的实用内容。书中探讨了如何利用仿真工具在设计前期预判风险，而不仅仅是事后补救，这代表了先进的设计理念转向。设计案例更;接地气：针对DC_DC电源、AC_DC电源、变频器工业电源等典型应用场景，第二版补充了更多完整的、有血有肉的设计案例分析。这些案例不仅展示成功经验，更重要的是坦诚分享曾遇到的失败与调试过程，例如如何解决某特定拓扑下的辐射发射难点，如何优化接地策略以通过严苛的EMC测试等。完善补充;设计技巧与;问题诊断的内容：这是非常实用的部分。书中散落着大量被提炼为;技巧的工程经验，比如;减小环路面积的三种布线技巧、;选择共模电感的五个关键参数、;散热器接地的注意要点。同时，针对常见的测试失败现象（如某个频点持续超标），提供了结构化的诊断思路与排查流程图，相当于一份内置的故障解决指南。

本书专注于探讨开关电源在电磁兼容（EMC）方面的问题及其解决方案，深入分析了电磁干扰（EMI）的产生机理、传播途径及如何有效地对其进行抑制，同时还介绍了电磁敏感度（EMS）的相关内容。通过对这些关键问题的详细阐述，旨在帮助读者理解并掌握开关电源设计中的EMC技术，从而提高产品的性能和可靠性。在电子行业，开关电源的设计应用与EMC一直是个难点，本书通过理论到实践，进行开关电源EMC的正向设计。正向设计是以EMC的理论、方法和过程模型为指导，对于开关电源系统，从系统（DC_DC变换器、反激电路、PFC电路、LLC电路、变压器EMI设计、PCB设计、电机驱动及变频器EMI问题）角度进行开关电源系统EMC设计，从而提升开关电源系统EMC性能。最后从测试与整改技巧方面呈现具体的实践内容。通过阅读本书，读者不仅可以深入了解开关电源的EMC问题及其解决方法，还能提升自己在相关领域的专业技能水平，为未来的技术创新奠定坚实的基础。本书以实用为目的，将复杂的理论简单化，化繁为简、化简为易，简化了冗长的理论。本书可以作为高校相关专业的学生、从事开关电源研发的工程师、电子爱好者和DIY玩家、相关行业的技术支持和销售人员，以及研究人员的参考用书；同时也可作为企业从事电子产品开发的部门主管、EMC设计工程师、EMC整改工程师、EMC认证工程师、硬件开发工程师、PCB版图工程师、结构设计工程师、测试工程师、品管工程师、系统工程师等研发人员进行EMC设计的参考资料。

杜佐兵EMC及电源行业专家，毕业于武汉大学电子工程专业。长期从事电子行业设计开发、开关电源及EMC理论与工程研究，近30年电子行业设计开发及丰富的EMC实践和工程经验，高级讲师及企业专家顾问。主要研究方向为工业、医疗及汽车消费类电子产品的电磁兼容设计、开关电源及LED背光驱动设计。在电子半导体设计领域积累了丰富理论、实践经验及行业资源。出版主要著作有《物联产品电磁兼容分析与设计》、《开关电源电磁兼容分析与设计》。研究成果及演讲培训课题：?《电控板_高级EMC分析与设计》?《反激电源设计与电磁兼容》?《电子产品可靠性与电磁兼容实战分析与设计》?《电子产品与设备EMI分析与设计技巧》?《电子产品开关电源电磁兼容进级设计与优化》?《高级EMC设计与案例分析》?《开关电源技术应用与LLC设计》?《开关电源技术应用与新能源汽车电子》?《磁性元件与开关电源设计》?《开关电源EMC的分析与设计》?《物联产品EMI的分析与设计技巧》?《开关电源设计应用与高效GaN电源》?《功率MOSFET到GaN器件技术及应用揭秘》?《开关电源电磁兼容设计与案例分析》?《物联产品的关键设计及经典案例》?《智能化产品中电控板的分析与设计》?《电磁兼容电路接地设计到故障诊断与整改技术》?《物联产品的电路与PCB分析设计及实践》?《电力电子逆变产品EMC问题与整改技术》?《产品可靠性（EMC）设计及测试整改》

目　录▲CONTENTS前言第1章　开关电源电磁兼容正向设计理论11.1　电磁兼容设计中的基本措施及滤波器电路11.1.1　电磁兼容设计中的电容器21.1.2　电磁兼容设计中的电感器171.1.3　电磁兼容设计中的铁氧体EMI抑制器件251.1.4　电磁兼容设计中的滤波器291.1.5　电源线滤波器的电路分析设计321.2　EMC相关理论421.2.1　电路中的差模与共模信号421.2.2　时域与频域431.2.3　分贝的概念及换算关系451.2.4　电场与磁场461.2.5　电磁干扰三要素491.3　开关电源中的差模和共模噪声501.3.1　差模噪声的主要来源521.3.2　共模噪声的主要来源521.3.3　半导体器件与共模噪声源561.3.4　传导干扰与共模电流分析561.3.5　辐射发射与共模电流分析571.3.6　产生共模辐射的条件591.3.7　EMC测试的实质与共模电流591.3.8　典型的共模干扰在电路内部传输的机理601.3.9　共模干扰电流影响电路工作的机理61第2章　电磁干扰传输和耦合理论642.1　电磁干扰的传输途径642.2　传导耦合原理652.2.1　电阻性耦合652.2.2　电容性耦合692.2.3　电感性耦合722.2.4　传导耦合的综合考虑742.3　辐射耦合原理752.3.1　辐射场强752.3.2　辐射耦合方式782.3.3　电磁辐射对电路产生的干扰792.3.4　减小辐射干扰的措施81第3章　非隔离电源与反激电路的EMI分析与设计823.1　非隔离变换器的EMI分析与设计823.1.1　BUCK变换器833.1.2　BOOST变换器963.1.3　BUCK_BOOST变换器963.2　反激式开关电源电路的干扰源及传播路径1033.3　问题分析1113.4　设计技巧1143.5　案例分析115第4章　开关电源PFC电路的EMI分析与设计1224.1　PFC电路的干扰源及传播路径1234.2　问题分析1314.3　设计技巧1354.4　案例分析138第5章　开关电源LLC电路的EMI分析与设计1415.1　LLC电路的干扰源及传播路径1425.2　问题分析1525.3　设计技巧1545.4　案例分析156第6章　开关电源中变压器的EMI分析与设计1596.1　磁性器件的特性及应用1596.2　电源变压器的工作机理1686.2.1　变压器的结构和功能1696.2.2　趋肤效应1756.2.3　邻近效应1776.2.4　边缘效应1776.2.5　涡流损耗1786.2.6　变压器及功率电感的电磁场1826.3　变压器EMI分析方法1866.3.1　变压器减少共模噪声的技术分析1876.3.2　电源变压器共模干扰机理1946.3.3　电源变压器共模噪声的耦合路径1966.4　变压器EMI抑制措施2006.4.1　平衡屏蔽绕组2016.4.2　变压器一次、二次绕组之间的干扰抵消机理及设计方法2026.4.3　法拉第屏蔽2076.4.4　磁心层屏蔽2086.4.5　三明治结构变压器设计策略2106.4.6　抑制措施结论与总结2146.5　案例分析214第7章　开关电源PCB优化EMC设计2207.1　PCB的两种辐射机理2207.1.1　减小差模辐射2227.1.2　减小共模辐射2247.1.3　实际PCB电路的辐射理论2257.2　开关电源PCB的布局和布线设计2267.2.1　PCB上布线的寄生参数及影响2277.2.2　布局设计2277.2.3　布线设计2287.3　PCB的接地滤波设计2327.3.1　开关电源电子线路PCB上的噪声耦合机理2367.3.2　电源电路地线噪声优化设计2447.3.3　电源金属结构与PCB接地架构的设计与优化2487.3.4　电源输入端的内部电磁场干扰设计与优化2527.4　开关电源PCB布局可靠性设计及验证257第8章　电源中电机驱动及变频器的EMI抑制与策略2668.1　电机驱动与变频器的技术概况及电磁兼容技术概况2678.1.1　控制电机的技术概括2688.1.2　控制电机的标准体系2698.1.3　驱动变频器的电路架构及应用2708.1.4　电机及驱动器的电磁兼容技术要求2728.2　电机驱动及变频器电磁兼容设计思路与方法2748.2.1　电机变频驱动电路的模型及电磁干扰分析2808.2.2　电机变频驱动电路电磁兼容问题机理分析2828.2.3　电机变频驱动电路电磁兼容设计与优化2858.2.4　驱动模块电磁兼容关键设计及要点解析2868.3　EMI抑制技术的策略与方法2898.3.1　滤波优化设计2908.3.2　屏蔽电缆优化设计2908.3.3　接地优化设计2918.4　变频驱动电路PCB布局布线优化2928.5　电源与电机控制系统电路等效模型及EMI设计与优化2948.6　案例分析297第9章　开关电源EMI测试与优化3019.1　开关电源传导发射的测试与优化3029.1.1　测试与整改的步骤3029.1.2　优先排除外部耦合3029.1.3　输入滤波器的应用优化3049.1.4　EMI输入滤波器的动态特性问题3069.2　开关电源辐射发射的测试与优化3069.2.1　电源线的电磁辐射3099.2.2　预测电源线的辐射强度3099.2.3　从RE标准计算对共模电流的限值3109.3　电源系统级EMI整改流程及方法策略3119.4　电源系统级EMI整改实践操作方法3129.5　电源系统级EMI测试频谱图实践诊断总结316 附录　320附录A　电器类产品辅助电源EMI基础理论320A.1　EMI的干扰源与传播路径320A.2　干扰源320A.3　传播路径321A.4　耦合方式323附录B　EMC常见的不符合项及整改对策324B.1　产品EMI辐射发射超标整改对策（整机定位流程）324B.2　产品中电源线共模电流整改对策324B.3　产品中信号电缆上的共模电流整改对策324B.4　产品机箱问题的整改对策324B.5　共模发射问题的整改对策324B.6　直接静电放电（ESD）问题的整改对策324附录C　开关电源的常用拓扑结构电路及开关器件应力计算参考325C.1　BUCK（降压）电路325C.2　BOOST（升压）电路325C.3　BUCK_BOOST（降压升压）电路326C.4　SEPIC（单端一次电感式转换器）电路326C.5　FLYBACK（反激式）电路326C.6　FORWARD（正激式）电路326C.7　2SWITCH FORWARD（双正激式）电路327C.8　HALF BRIDGE（半桥）电路327C.9　PUSH PULL（推挽式）电路327C.10　FULL BRIDGE（全桥）电路327参考文献　328