一、Buck 变换器的传导 EMI 模型介绍
我们知道，电力电子系统中，半导体器件在其开关过程中会产生高dv/dt节点与高di/dt环路，这些是EMI产生的根本原因。而适合的EMI模型可以帮助我们分析噪声产生的原因。同时，由于传播路径的不同，EMI可以分为共模和差模噪声（可详见：汽车电子非隔离型变换器传导与辐射EMI的产生，传播与抑制）。图 1中展示了一个典型的Buck变换器差模和共模噪声的传播路径。
图 1中展示了一个典型的Buck变换器差模和共模噪声的传播路径。
图 1 Buck电路中差模和共模EMI的传播路径
EMI建模的第一步是把开关用电流源或电压源进行等效，等效之后，电路各处的电流和电压依然不变。然后可以使用叠加定理来具体分析每一个源的影响。
以一个Buck 变换器为例，在图 2(a)中，我们将开关用电压源和电流源进行替代，由于差模电流不留经参考地，因此电路到参考地的寄生参数可以忽略。
在图 2(b)中，我们使用叠加定理对其分别进行分析，需要注意的是，当分析某一个源的影响时，其他的电压源需做短路处理，而其他的电流源需进行开路处理。由图 2(b)可知，实际上差模电流的源可以用Buck上管的电流等效，而最终的等效模型可简化为图 3的形式。
图 2 Buck 差模EMI噪声模型推导
图 3 Buck 差模EMI噪声模型
由于差模噪声是由开关电源本身运行状态决定的，因此，降低差模噪声的主要方法是设计合理的差模滤波器，而与芯片设计关系不大。本次分享不会进行过多讨论。
另一方面，对于共模EMI噪声来说，我们可以通过类似的方式进行建模，图 4展示了建模的过程。值得一提的是，对于共模噪声，由于输入、输出电容的阻抗通常远小于电路对地寄生电容的阻抗，因此在建模中，输入、输出电容可以作为短路处理。而最终的等效模型可简化为图 5的形式。
图 4 Buck 共模EMI噪声模型推导
图 5 Buck 共模EMI噪声模型
有点工程师朋友可能会有疑惑，这个模型如此简洁，那么一些其他的电路元件是不是被忽略了呢（比如图6 中所示的RC Snubber元件）？但实际上，答案是并不会。尽管EMI模型是相同的，但实际上开关波形会受到外部电路的影响，而这一部分已经被包含在了噪声源VSW中。而在电路分析中，与一个电压源并联的器件可以忽略。正因如此，我们可以看到，图6 中的RC snubber可以从最终模型中去掉。
图 6 对于并联元件的讨论
