LED电源中电磁兼容性的设计方案

各类电源产品在设计阶段均需兼顾电磁兼容性能，LED 灯具产品对此项要求尤为突出。历经行业发展，针对 LED 灯具电磁干扰的检测、评定与存档相关规范已陆续落地成型。

未经管控的电磁干扰极易引发各类故障问题，近期我便遇到了相关实例：自家车库电动开门器原配 E27 白炽灯损毁，更换新式 LED 灯泡后灯具可正常点亮，但车库遥控开门功能失效，由此能够判定，LED 灯具向外辐射的电磁波干扰了车库门配套无线电控模组。

开关电源的电磁辐射分为传导骚扰与辐射骚扰两类，LED 驱动电源产生的电磁干扰，既可经由供电线缆传导，也能依托磁耦合、容性耦合窜入周边线路。这类干扰虽极少造成器件损毁，但极易致使邻近电气组件出现工作异常。

综上，把产品电磁辐射控制在较低水平具备实际意义，而相关合规要求各区域均有明确规范。欧盟在售全品类电气电子产品必须加贴 CE 标识，该标识代表产品满足欧盟安全、健康及环保相关法令，唯有达标产品才可在欧洲经济区上市流通；全球其余地区也出台了多项电磁兼容准入规范，典型代表有 UL、CSA 等认证标准。

针对 LED 灯具的安全性能与电磁干扰，现行配套标准品类繁多，CISPR 11 是其中核心规范之一，CISPR 即国际无线电干扰特别委员会。除此之外，ISO、IEC、FCC、CENELEC、SAE 等机构也参照 CISPR 基准，制定了各类衍生规章与行业准则。

加装外接电源滤波器是抑制传导发射的成熟方案，该器件能够滤除线路中的共模噪声与差模噪声，适用频段大多在 30MHz 以内。不过滤波器的研发设计存在不小难度，多数产品仅针对特定频段优化，在其余工作频段中，元器件寄生参数会改变器件固有性能，进而影响滤波效果。举例来说，适配 100kHz 开关电源的滤波器可高效抑制该频点辐射，但开关电源往往会在超宽频段产生干扰，尤其 10MHz 以上高频区间干扰突出，此时受寄生参数与谐振现象影响，该款滤波器反而会加剧电磁辐射。

PCB 布线、无源元器件自带的寄生电感与寄生电容，是决定高频辐射抑制效果的关键参数，30MHz 至标准限定上限区间的辐射骚扰整改难度偏高，需要设计者具备充足的行业经验与专业储备。LED 驱动电源更是高频辐射高发品类，产品普遍采用 LED 串联驱动方案，串联回路会占用大面积 PCB 空间，线路布局极易形成等效天线，大幅提升电磁波向外辐射效率；加之 LED 需要透光，无法采用金属屏蔽罩做电路屏蔽，屏蔽方案成本高、落地难度大，因此从源头削减辐射发射量是解决思路。

在带内置电源的 LED 灯泡研发阶段，可通过下述几种方式优化产品电磁兼容表现：

●在电源输入、输出端口统一加装滤波器：在未明确产品实际干扰频谱的前提下选型用料，容易选用规格冗余的元器件，拉高物料与生产成本。

●沿用成熟定型的滤波器方案，放弃针对性定制优化：该做法同样会带来元器件成本偏高的问题，且滤波器无法贴合产品工况，滤波性能难以达到。

●外包专业工程师定制滤波器：需要长期维系外部技术资源，会额外增加项目研发开支。

●优先选用原生低辐射、电磁兼容指标优异的量产开关稳压芯片：依托芯片自身优良 EMC 属性，可大幅缩减甚至省去外围滤波器件。

市面上绝大多数 LED 驱动采用升压拓扑结构，图 1 为升压电路原理示意图。升压变换器输入端传导发射水平普遍偏低，输入回路无脉冲式电流（图示蓝色电流环路）；但输出端脉冲电流流经续流二极管（图示红色电流环路），致使输出侧骚扰强度偏高。功率开关管导通期间电感储能，续流二极管无电流通过，负载所需电能全部由输出电容供给。