这段时间有朋友们在咨询我EFT(电快速脉冲群)在产品中的设计问题；想提高EFT的抗干扰能力；比如-下图所示红圈里面是产品的心电图的R波丢掉了四个正常波形，这样会被判EFT不通过；系统有开关电源设计！
对于 EMC设计中EMS的设计中其实PCB的设计是很关键的；
对于有开关电源系统的EFT问题我通过如下的图示进行分析：EFT是共模的噪声干扰！
共模干扰（EMS）其尖峰噪声电压对设备不会直接产生威胁；共模干扰不直接影响设备，而是通过转化为差模电压来影响设备的！由于系统要采用交流AC供电同时要求有下的体积和效率，开关电源的应用必不可少！
注意：电子产品&设备就开关电源系统来说！如果撇开开关电源的输入滤波器
1.开关电源线路本身对脉冲群干扰的抑制作用实在是很低的，究其原因，主要在于脉冲群干扰的本质是高频共模干扰。
2.开关电源线路中的滤波电容都是针对抑制低频差模干扰而设置的，其中的电解电容对于开关电源本身的纹波抑制作用尚且不足，更不要说针对谐波成分达到60MHz以上的脉冲群干扰有抑制作用了，
3.在用示波器观察开关电源输入端和输出端的脉冲群波形时，看不出有明显的干扰衰减作用。
这样看来，就抑制开关电源所受到的脉冲群干扰来说，产品&设备的开关电源系统的输入滤波器是一个重要措施。
EMS的问题注意要重点注意PCB设计的问题！
1.开关电源系统线路中的高频变压器设计的好坏，对于脉冲群干扰有一定的抑制作用；
2.开关电源系统初级回路与次级电路之间的跨接电容，能为从初级回路进入次级回路的共模干扰返回初级回路提供通路，因此对于脉冲群干扰也有一定的抑制作用；
3.开关电源系统输出端共模滤波电路的设置，能对脉冲群干扰有一定抑制作用。
4.开关电源系统线路本身对脉冲群干扰没有什么抑制作用，但是如果开关电源的线路布局不佳，则更能加剧脉冲群干扰对开关电源的入侵。
特别是脉冲群干扰的本质是传导与辐射干扰的复合，即使由于输入滤波器的采用，抑制了其中的传导干扰的成分，但存在在传输线路周围的辐射干扰依然存在，依然可以透过开关电源的不良布局
（开关电源的初级或次级回路布局距离太长，就会形成了“大环天线”），
感应脉冲群干扰中的辐射成分，进而影响整个设备的抗干扰性能。
对于整个物联网电子产品及设备由于有高频的数据通讯系统其PCB的设计多采用双面板及多层板的设计我将PCB的设计再提供参考：
A.PCB-地走线（地平面的完整性）
B.PCB-地回路（回路面积最小化）
C.PCB-接地点的位置（干扰源入口要就近接地）
根据前面的EFT快速设计法的结论：
EFT设计对于有开关电源系统的脉冲群干扰来说，产品&设备的开关电源系统的输入滤波器是一个重要措施。
上面的产品案例：通过加强输入滤波器的方法，即用两级共模串联，L、N和地线共绕解决了EFT问题；当然从成本上考虑的话，我们从PCB设计，滤波器的设计同时实施是可以得到最佳的性价比的设计的！
我提供分析设计理论进行参考：
电快速瞬变脉冲群(EFT)会带来系统电路IC中数字电路的敏感性问题；
电感负载开关系统断开时,会在断开点产生由大量脉冲组成的瞬态骚扰.
其频谱分布非常宽,数字电路对其比较敏感,易受到骚扰.
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验的目的是评估产品对来源于诸如继电器,接触器等电感性负载在开,断时所产生的电快速瞬变脉冲群(EFT)的抗扰度.
试验时,EFT发生器产生的脉冲群,耦合到产品的电源线,信号线,和控制线上,并考核产品性能是否下降.
试验时,一般不会损坏元器件,只是使EUT出现”软”故障,如程序混乱,数据丢失等产品性能下降.有的EUT对单脉冲不敏感,但对脉冲群敏感.由于对IC输入端电容充电,在脉冲间隔不能完全放电,导致电位逐渐积累,使IC发生误动作.
如下图产品进行系统等效我来分析一下EFT问题；
图中我们将EFT信号发生器等效到产品电路中：
EFT干扰特点：脉冲成群出现，重复频率高，上升时间短，单脉冲能量低！
通过相关数据的测试分析，认为脉冲群干扰之所以会造成设备的误动作，是因为脉冲群对线路中半导体器件结电容充电，当结电容上的能量积累到一定程度，便会引起线路（乃至设备）的误动作及故障！
EFT-在产品&设备中的基本理论：
EFT干扰成分：传导干扰和辐射干扰，EFT共模干扰电流为主导！
è脉冲群的单个脉冲波形的前沿tr达到5ns,脉宽达到50ns，这就注定了脉冲群干扰具有极其丰富的谐波成分！
è幅度较大的谐波频率至少达1/Лtr，亦即达到64MHZ左右，相应的信号波长为5m
A.共模电流注入；共模电压通过共模电流转化为差模电压；
B.同时考虑干扰的累计效应（寄生电容充电）
C.EFT干扰信号是高频信号，频谱在几十MHZ范围内；
D.对设备的干扰主要是以传导与辐射的方式；
E.信号的耦合与分布参数有密切的关系；
EFT干扰成分-EFT共模干扰电流为主导,因此采用共模干扰的有效措施！
èEFT干扰信号是通过耦合去耦网络中的33nF的电容耦合到主电源线上面！
而信号或控制电缆是通过电容耦合夹施加干扰，等效电容是100PF左右
è对于33nF的电容，它的截止频率为100KHZ,也就是100KHZ以上的干扰信号可以通过；
而100pF的电容，截止频率为30MHZ,仅允许30MHZ频率以上的干扰通过；
è其次脉冲群干扰实验是共模干扰实验，这就决定了实验在处理干扰的方法时，必须采用针对共模干扰的有效措施！
EFT干扰特点：脉冲成群出现，重复频率高，上升时间短，单脉冲能量低！
通过相关数据的测试分析，认为脉冲群干扰之所以会造成设备的误动作，是因为脉冲群对线路中半导体器件结电容充电，当结电容上的能量积累到一定程度，便会引起线路（乃至设备）的误动作及故障！
电源线注入:
试验时,EFT发生器产生的脉冲群,耦合到产品的电源线,信号线,和控制线上,并考核产品性能是否下降.
试验时,一般不会损坏元器件,只是使电子产品及设备出现”软”故障,如程序混乱,数据丢失等产品性能下降.有的EUT对单脉冲不敏感,但对脉冲群敏感.由于对IC输入端电容充电,在脉冲间隔不能完全放电,导致电位逐渐积累,使IC发生误动作.
EFT-在电路中带来的故障理论与分析
受试设备EFT信号以共模方式施加到电源线或信号线上.
A.当EFT加在某一条L,N,G上时,
EUT的其它L,N,G上会同时得到差模和共模电压.
如果EUT在电源端没有良好的滤波,则EFT会进入EUT的后续电路,使数字电路工作异常.
例如,在IC输入端,EFT对寄生电容充电,通过脉冲群的逐级积累,达到和超过IC的噪声容限.
B.侵入的EFT还会通过电源线,地线的引线电感,产生反电动势V=-Ldi/dt,
造成电源电压和地电位的波动,引起数字电路的误操作.
C.扎线不合理;
例如将强电和弱电,骚扰电路和敏感电路,信号地和强电源地的电缆捆绑或放在一起,引起感应耦合.
对于金属外壳接地的产品；提供如下等效思路解决问题！
产品为金属外壳接地：其滤波器结构如上图所示，系统Y电容是很好的旁路路径！设计相对比较容易！
对于非金属外壳无接地端子的产品；比如TV/STB系统
1.电源输入滤波器阻止干扰进入 产品背板是否可增加/或有金属板？
2.创造系统Y电容的旁路路径让共模干扰电流通路通过金属板与地线层之间的分布电容形成通路！
提供EFT-在电路中的总的设计和分析思路如下：
EFT的设计及分析方法:
A.正确选用和安装电源输入滤波器
B.减小PCB电源线和地线的引线电感
C.分类捆扎分类走线连接线和电缆
D.正确做好接地设计
E.安装瞬态骚扰抑制器或采用高频磁珠或磁环增加其高频阻抗
注意：滤波器参数失配、滤波器安装位置不佳、接地线阻抗问题等等；上述情况会不同程度降低滤波器性能，使足够多的干扰进入电子产品及设备内部，干扰到电子产品及设备。
滤波器参数失配问题：
A.磁性材料的频率特性不匹配，在EFT信号频率带内的磁导率很低；
B.电感没有按照高频电感规则绕线圈，层间、匝间电容较大，使EFT信号从寄生电容旁路进入电子产品及设备；
C.Y电容性能不佳，寄生电感比较大。由于EFT干扰信号频率高达60MHz，再加上幅度较高，所以有比较强的辐射性，滤波器安装的位置很关键。
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杜佐兵
电磁兼容（EMC）线上&线下高级讲师
杜佐兵老师在电子行业从业近20年，是国家电工委员会高级注册EMC工程师，武汉大学光电工程学院、光电子半导体激光技术专家。目前专注于电子产品的电磁兼容设计、开关电源及LED背光驱动设计。
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