I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   16 ,   No .   5 ,  Octo b er   20 26 ,   p p .   2 4 3 1 ~ 2 4 5 3   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 16 i 5 . pp 2 4 3 1 - 2 4 5 3           2431       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Electrom a g netic  i nterference  challe ng es a nd mitiga ti o n  stra tegies in  wide - ba ndg a p power c o nv erte rs:  A cri ti ca l review       Arsa la n M u ha m m a d So o m a r¹,   Sh o a ib Sh a ik h²,  Ni  J ia hu a ³,   L y u G ua ng hu a ³,   P io t r  M us znick i¹,   Sy ed  H a di H us s a in S ha h³   1 F a c u l t y   o f   El e c t r i c a l   a n d   C o n t r o l   E n g i n e e r i n g ,   G d a ń s k   U n i v e r si t y   o f   Te c h n o l o g y ,   G d a ń s k ,   P o l a n d   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   M e h r a n   U n i v e r si t y   o f   En g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   Jam sh o r o ,   S i n d h ,   P a k i st a n   3 P o w e r   C h i n a   H u a d o n g   E n g i n e e r i n g   C o r p o r a t i o n   L i m i t e d ,   H a n g z h o u ,   C h i n a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 1 ,   2 0 2 6   R ev is ed   Ma y   2 1 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   J u l 2 2 ,   2 0 2 6       Th e   wid e sp re a d   a d o p ti o n   o f  h i g h - fre q u e n c y   p o we r  e lec tro n ic  c o n v e rters ,   p a rti c u larly   th o se   u ti l izin g   wi d e - b a n d g a p   ( WBG )  se m ico n d u c to rs  li k e   sili c o n   c a rb id e   (S iC)  a n d   g a ll iu m   n it ri d e   (G a N) ,   h a s  sig n if ica n tl y   e sc a late d   e lec tro m a g n e ti c   in terfe re n c e   (EM I)  c h a ll e n g e s.  Driv e n   b y   u lt ra - fa st   sw it c h in g   tra n siti o n s  a n d   p a ra sit ic  c o u p li n g ,   th e se   EM I  d istu r b a n c e s  n o w   sp a n   wid e r  fre q u e n c y   ra n g e s.  Th is  re v iew   h i g h li g h ts  t h a t  c o n v e n t io n a l,   fil ter - o n l y   m it ig a ti o n   stra teg ies   a re   in c re a sin g ly   in a d e q u a te  fo r  m o d e rn ,   h ig h - p o we r - d e n sit y   c o n v e rters .   In ste a d ,   e ffe c ti v e   EM I  su p p re ss io n   re q u ires   a   c o o rd i n a ted ,   m u lt il a y e r  a p p r o a c h   in c o r p o ra ti n g   so u rc e - lev e l   su p p re ss io n ,   p ro p a g a ti o n - p a t h   c o n tr o l,   la y o u t - a wa re   e n g in e e rin g ,   a n d   so ft - sw it c h in g   stra teg ies .   Ad d it i o n a ll y ,   t h e   a n a ly sis  sh o ws   t h a t  h y b ri d   m o d e li n g   fra m e wo rk s — in teg ra ti n g   ti m e   a n d   fre q u e n c y - d o m a in   m e th o d s — o ffe r   su p e rio r  E M I  c h a ra c teriz a ti o n   c o m p a re d   to   sta n d a l o n e   a p p ro a c h e s.  Lo o k i n g   fo rwa rd ,   AI - a ss isted   EM I  p re d icti o n   a n d   c o m p a c t  in te g ra ted   fil ters   re p re se n t  c rit ica l  re se a r c h   d irec ti o n s.  U n li k e   trad it io n a l  s u rv e y s  t h a t  fo c u s  n a rro wly   o n   c o n d u c ted   EM I   o r  fi lt e r - b a se d   fix e s,  th is  re v iew   in tr o d u c e s  a   u n ifi e d   " so u rc e – p a th – s y ste m "   fra m e wo rk .   By   i n teg ra ti n g   c o n d u c ted   a n d   ra d iate d   EM I  m e c h a n ism s,  a d d re ss in g   WBG - sp e c ifi c   c h a ll e n g e s,  a n d   e v a lu a ti n g   sy ste m - lev e l  m it ig a ti o n   trad e - o f fs,  th is   p a p e r   p r o v i d e s  a   c o m p re h e n siv e   g u i d e   fo r   d e sig n i n g   n e x t - g e n e ra ti o n ,   e lec tro m a g n e ti c   c o m p a ti b i li ty   (EM C)   - c o m p li a n t  p o we r  e lec tro n ic p latf o rm s.   K ey w o r d s :   C o m m o n - m o d e  an d   d if f er en tial - m o d e  n o is e   E lectr o m ag n etic  co m p atib ilit y   E lectr o m ag n etic  in ter f er en ce   E MI   m itig atio n   tech n i q u es   Po wer   elec tr o n ic  co n v er ter s   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ar s alan   Mu h am m ad   So o m ar   Facu lty   o f   E lectr ical  an d   C o n t r o l E n g i n ee r in g ,   Gd ań s k   Un iv er s ity   o f   T ec h n o lo g y   Gab r iela  Nar u to wicz a  1 1 / 1 2 ,   8 0 - 2 3 3   Gd a ń s k ,   Po lan d   E m ail:  Ar s alan . m u h am m a d . s o o m ar @ p g . ed u . p l       1.   I NT RO D UCT I O N       T h e  r ap id   e v o lu tio n   o f   p o wer   elec tr o n ic  tech n o lo g ies,  p ar ticu lar ly   th e  wid esp r ea d   a d o p tio n   o f   wid e - b an d g ap   ( W B G)   s em ico n d u cto r   d e v ices,  h as  e n ab led   s ig n if ican tly   h ig h er   s witch in g   f r eq u en cies,  f aster   v o ltag e  an d   cu r r e n t  tr an s itio n s ,   an d   in cr ea s ed   p o wer   d en s it y .   W h ile  th ese  ad v an ce s   im p r o v e  ef f icien c y   an d   co n v er ter   c o m p ac tn ess ,   th ey   also   in ten s if y   elec tr o m ag n eti c  in ter f er en ce   ( E MI )   ac r o s s   b o th   co n d u cted   a n d   r ad iated   f r eq u e n cy   r an g es.  E MI ,   d ef in ed   as  an y   u n wan ted   elec tr o m ag n etic  d is tu r b an ce   t h at  d eg r ad es  s y s tem   p er f o r m an ce   th r o u g h   c o n d u ctio n ,   in d u ctio n ,   o r   r a d iatio n ,   p o s es  cr itical  ch allen g es  to   r eli ab ilit y ,   s af ety ,   an d   co m p lian ce   with   elec tr o m ag n e tic  co m p atib ilit y   ( E MC)  r eg u latio n s   [ 1 ] .   So lar   p h o to v o ltaic  ( PV)   s y s tem s   co n v er t  s o lar   en e r g y   in t o   elec tr ical  p o wer   u s in g   p h o to v o ltaic  ce lls   in teg r ated   with   p o we r   elec tr o n ic  co n v er ter s   f o r   en er g y   r eg u la tio n   an d   g r id   in ter f ac in g .   Ma x im u m   p o wer   p o in t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   5 ,   Octo b e r   20 26 :   2 4 3 1 - 2 4 5 3   2432   tr ac k in g   ( MPPT)   tech n iq u es  ar e  em p lo y ed   to   m ax im ize   p o wer   ex tr ac tio n   u n d er   v ar y in g   e n v ir o n m en tal   co n d itio n s   th r o u g h   a d ap tiv e  c o n v er ter   c o n tr o l  [ 2 ] ,   [ 3 ] .   Po w er   elec tr o n ic  co n v er ter s   ar e  f u n d am en tal  en er g y - co n v er s io n   s y s tem s   u s ed   to   r eg u late  v o ltag e ,   cu r r en t,   an d   f r eq u e n cy   lev els  in   r en ewa b le  en er g y ,   in d u s tr ial,   an d   tr an s p o r tatio n   ap p licatio n s .   E lectr ic  v eh icles  ( E Vs)  e x ten s iv ely   u tili ze   h ig h - f r e q u e n cy   co n v e r ter s   [ 4 ] ,  b atter y - m an a g em en t   s y s tem s   [ 5 ] ,   an d   m o t o r - d r iv e  i n v er ter s   f o r   p r o p u ls io n   a n d   e n er g y   m an ag em en t,   wh er e   f ast - s witch in g   o p er atio n   o f ten   in tr o d u ce s   s ig n if ican t  E MI   ch allen g es.  E MC  r ef er s   to   th e  ab ilit y   o f   elec tr ical  an d   elec tr o n ic  s y s tem s   to   o p er ate  r eliab ly   with in   th eir   ele ctr o m ag n etic   en v ir o n m en t   with o u t  g en er atin g   o r   b ein g   s u s ce p tib le  to   u n ac ce p ta b le  in ter f er en ce   [ 6 ] .   Ach iev in g   E MC is   p ar ticu lar ly   cr u cial  in   ap p licatio n s   s u ch   as  r en ewa b le  en er g y   s y s tem s ,   elec tr ic  v eh icles,  ae r o s p ac e,   a n d   in d u s tr ial  au to m atio n ,   wh e r e  p o wer   co n v er ter s   o p er ate  at   h ig h   s witch in g   s p ee d s   an d   in ter ac t  with   s en s itiv e  co n tr o l,   co m m u n icatio n ,   an d   s en s in g   s u b s y s tem s   [ 7 ] .   E lectr o m ag n etic  in ter f er e n ce   is   also   a  cr itical  co n ce r n   in   au to m atio n   an d   d ig itally   co n tr o lled   p o wer - elec tr o n ic  s y s tem s ,   wh er e   co n v er ter   s witch in g   n o is e  ca n   d eg r ad e  s en s o r   m ea s u r e m en ts ,   co r r u p t  a n alo g - to - d ig ital  co n v e r ter   ( ADC)  r ea d i n g s ,   d is tu r b   p h ase - lo c k ed   l o o p s   ( PLL s ) ,   an d   r ed u ce   th e   r o b u s tn ess   o f   clo s ed - lo o p   cu r r en t,   v o ltag e,   an d   m o tio n - co n tr o l  s y s tem s .   I n   in d u s tr ial  en v ir o n m e n ts ,   s u ch   d is tu r b an ce s   m ay   p r o p a g ate  th r o u g h   c o m m u n ic atio n   in ter f ac es   an d   s u p er v is o r y   c o n tr o l  n etwo r k s ,   th e r eb y   af f ec tin g   p r o ce s s   r eliab ilit y ,   ac tu ato r   c o o r d in ati o n ,   an d   r ea l - tim e   m o n ito r in g   p er f o r m an ce   [ 8 ] – [ 1 0 ] .   Mo s t  e x is tin g   r esear ch   h as  co n ce n tr ated   o n   co n d u cted   E MI   b elo w  3 0   MH z,   with   d e tailed   an aly s es  o f   d if f er en tia l - m o d e  ( DM )   an d   co m m o n - m o d e   ( C M)   n o is e  m ec h an is m s   [ 1 1 ] .   Ho wev er ,   th e   in cr ea s in g   u s e  o f   h ig h - f r eq u e n cy   W B G  d ev ices  h as  am p lifie d   r a d iated   E MI   an d   co m p lex   c o u p lin g   p h e n o m en a  t h at  ar e  n o t  ad e q u ately   ad d r ess ed   b y   co n v en tio n al  m itig atio n   ap p r o ac h es.  As  E MC  s tan d ar d s   b e co m e  m o r e  s tr in g en t,   tr ad itio n al  f ilter in g - ce n tr ic  s o lu tio n s   alo n e  ar e  o f ten   in s u f f icien t,  m o tiv atin g   th e  e x p lo r atio n   o f   ad v an ce d   co n v er ter   to p o lo g ies,  co n t r o l   s tr ateg ies,  an d   E MI - awa r e  d esig n   m eth o d o lo g ies  [ 1 2 ] .   Alth o u g h   s ev er al  E MI   r ev iew   p ap er s   h a v e  p r ev io u s ly   b ee n   r ep o r ted ,   m o s t  ex is tin g   s u r v e y s   p r im ar ily   f o cu s   o n   c o n d u cted   E MI   m o d elin g ,   c o n v e n tio n al   f ilter - b a s ed   s u p p r ess io n   m eth o d s ,   o r   ap p licatio n - s p ec if ic   co n v er ter   s y s tem s .   I n   co n t r ast,  th e  r ap id   ad o p tio n   o f   W B G  s em ico n d u cto r   d e v ices  s u ch   as  s ilico n   ca r b id e  ( SiC )   an d   g alliu m   n itrid e  ( G aN)   h as  in tr o d u ce d   f u n d am e n tally   d if f e r en t  E MI   ch allen g es  d u e  to   u ltra - f ast   s witch in g   tr an s itio n s ,   ex tr em e ly   h ig h   d v /d t  an d   d i/d t   s tr ess ,   co m p ac t  p ac k ag in g ,   in c r ea s ed   p ar asit ic  co u p lin g ,   an d   h ig h - f r e q u en c y   r eso n an c e  p h en o m en a  ex ten d in g   in t o   th e  h u n d r ed s   o f   MH z  an d   GHz   r an g es.  T h ese  ef f ec ts   s ig n if ican tly   in ten s if y   co m m o n - m o d e  n o is e  p r o p a g atio n ,   r a d iated   em is s io n s ,   d is p lace m en t - cu r r en t   co u p lin g ,   an d   lay o u t sen s itiv ity   co m p a r ed   with   co n v en tio n al   s ilico n - b ased   co n v er ter s   [ 1 3 ] .   Un lik e  ea r lier   s u r v ey s ,   t h is   r e v iew  s p ec if ically   em p h asizes  W B G - d r iv en   E MI   m ec h an is m s   an d   th ei r   im p licatio n s   f o r   n e x t - g en e r atio n   h ig h - f r e q u en c y   an d   h ig h - p o wer - d en s ity   co n v er ter   s y s te m s .   T h e  n o v elty   o f   th is   r ev iew  lies   in   its   in teg r ated   s o u r ce – p at h – s y s tem   p er s p ec tiv e  co m b in i n g   E MI   g en e r atio n   m ec h a n is m s ,   p ar asit ic  in ter ac tio n   an aly s is ,   co n d u cted   an d   r ad iated   p r o p ag atio n   b eh a v io r ,   m itig atio n   t r ad e - o f f s ,   in tr in s ic  E MC  d esig n   m eth o d o lo g ies,  an d   W B G - s p ec if ic  m itig atio n   s tr ateg ies  with in   a   u n if ied   co m p ar ativ e   f r am ewo r k .   I n   a d d itio n ,   th e   r e v iew  cr itically   ex am i n es  wh y   co n v en tio n al  p o s t - d esig n   f ilter in g   ap p r o ac h es  ar e   in cr ea s in g ly   in s u f f icien t  f o r   GaN   an d   SiC   b ased   co n v er ter s   an d   h ig h lig h ts   th e  g r o win g   im p o r tan ce   o f   lay o u t - awa r e  en g in ee r in g ,   p ac k ag e  o p tim izatio n ,   g ate - d r iv e  co n t r o l,  co m m o n - m o d e  ca p ac itan ce   m an ag em en t,  a n d   m u lti - lay er   E MI   c o - d esig n   ap p r o ac h es.  E m e r g in g   tr en d s   in c lu d in g   AI - ass is ted   E MI   p r ed ic tio n ,   co m p ac t  E MI   f ilter in g   tech n o lo g ies,  an d   in tr in s ic  E MC - o r ien ted   co n v er ter   ar ch itectu r es  ar e  also   co m p ar a tiv ely   d is cu s s ed   to   p r o v id e   a  f o r war d - lo o k in g   p er s p ec tiv e  f o r   f u tu r e  p o wer   elec t r o n ic  s y s tem s   [ 1 4 ] .    Po wer   elec tr o n ic  co n v er te r s   ar e  in d is p en s ab le  in   m o d er n   r en ewa b le  en er g y   s y s tem s ,   w h er e  th ey   p er f o r m   cr itical  r o les  in   en er g y   co n v er s io n ,   r eg u latio n ,   an d   g r id   in ter f ac in g .   As  th e  p en etr atio n   o f   r en ewa b le   en er g y   s o u r ce s   in cr ea s es,  E MI   g en er ated   b y   h ig h - f r eq u en cy   s witch in g   co n v er te r s   h as  em er g ed   as  a   s ig n if ican t  co n ce r n ,   p o te n tially   lead in g   to   r e d u ce d   e f f icien cy ,   s y s tem   in s tab ilit y ,   in ter f er en ce   with   n eig h b o r in g   e q u ip m e n t,  an d   ev en   d ev ice  f ailu r e  [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   C o n s eq u en tly ,   e f f ec tiv e  E M I   m an ag em e n t  h as  b ec o m e  an   ess en tial  d esig n   o b jectiv e  r ath er   th a n   a  p o s t - co m p lian ce   co n s id er atio n .   T h e  p r im ar y   o b jectiv e  o f   th is   r ev iew  is   to   ex am in e  E MI   g en er atio n   m ec h a n is m s   in   p o wer   co n v er ter s   an d   t o   cr itically   ass e s s   co n tem p o r ar y   m itig atio n   s tr a teg ies  with   p ar ticu lar   r ele v a n ce   to   h ig h - f r e q u en c y   a n d   h ig h - p o wer - d e n s ity   ap p licatio n s .   T h e   p ap e r   an al y ze s   tech n iq u es  tar g etin g   E MI   at  th e  s o u r ce ,   alo n g   p r o p a g atio n   p at h s ,   an d   at  th e   s y s tem   lev el,   in clu d i n g   p ass iv e  an d   ac tiv e   f ilter in g ,   lay o u t  an d   p ac k a g in g   o p tim izatio n ,   m o d u latio n - b ased   s u p p r ess io n ,   an d   s tr u ctu r al  co n v er ter   d esig n   ap p r o ac h es   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   R eg u lato r y   r eq u ir em en ts   an d   th eir   im p licatio n s   f o r   co n v er ter   d esi g n   a r e  also   d is cu s s ed ,   an d   c u r r en t  lim itatio n s   in   ex is tin g   m eth o d s   ar e   id e n tifie d   to   h ig h lig h t f u tu r e  r esear ch   d ir ec tio n s   [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ] .   T h is   r ev iew  p r o v i d es  a  s tr u ctu r ed   e x am in atio n   o f   E MI   p h en o m en a  in   p o wer   co n v er ter s ,   em p h asizin g   em er g in g   c h allen g es  ass o ciate d   with   m o d e r n   s em ico n d u cto r   tech n o lo g i es  an d   id en tify in g   d esig n - o r ien te d   s tr ateg ies  f o r   ac h iev in g   in tr in s ic  E MC  co m p lian ce .   T h e  r em ain d e r   o f   th e   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo ws:   it  p r esen ts   th e  f u n d am en tals   an d   class if icatio n   o f   E MI   in   p o wer   co n v er ter s ;  d i s cu s s es  th e  im p ac t  o f   E MI   o n   co n v er ter   p er f o r m an ce   a n d   s y s tem   r eliab ili ty ;  cr itically   r ev iews  ex is tin g   E MI   m itig atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E lectro ma g n etic  in terf eren ce   ch a llen g es a n d   mitig a tio n   s tr a teg ies in   …   ( A r s a la n   Mu h a mm a d   S o o ma r )   2433   tech n iq u es;  o u tlin es  em er g in g   tr en d s   an d   o p en   r esear c h   ch allen g es;  an d   c o n clu d es  th e  p ap er   with   k ey   f in d in g s   an d   r ec o m m en d atio n s .   T h e  liter atu r e  s u r v ey   f o r   t h is   r ev iew  was  co n d u cted   u s in g   m ajo r   s cien tific   d atab ases .  T h e  liter atu r e  s u r v e y   f o r   t h is   r ev iew  was  co n d u ct ed   u s in g   m ajo r   s cien tific   d ata b ases .   T h e  s elec tio n   p r o ce s s   p r im ar ily   f o c u s es  o n   p ee r - r ev iewe d   j o u r n al  ar ticle s ,   co n f er en ce   p ap er s ,   an d   r ec en t  r ev iew  s tu d ies   p u b lis h ed   in   th e  f ield   o f   p o w er   elec tr o n ics  an d   elec tr o m ag n etic  in ter f er en ce .   T h e  r e v iewe d   liter atu r e  m ain ly   co v er s   p u b licatio n s   f r o m   r ec e n t  y ea r s   to   ca p tu r e  th e   latest  d ev elo p m en ts   in   W B G  co n v er t er   tech n o lo g ies  an d   E MI   m itig atio n   ap p r o ac h es .   T h e  p r im ar y   s ea r ch   k e y wo r d s   in clu d ed   elec tr o m ag n etic  in ter f er en ce ,   elec tr o m ag n etic  co m p atib ilit y ,   p o wer   elec tr o n ic  co n v er ter s ,   co m m o n - m o d e  a n d   d if f er en ti al - m o d e  n o is e,   an d   E MI   m itig atio n   tech n iq u es.  R elev an t  ar ticles  wer e  s elec ted   b ased   o n   th eir   tech n ical  r elev a n ce   to   r ad iated   an d   co n d u cte d   E MI   p h en o m e n a,   W B G  co n v er ter   o p er atio n ,   m o d elin g   ap p r o ac h es,  s h ield in g   m eth o d s ,   f ilter in g   tech n iq u es,  an d   p r ac tical  m itig atio n   s tr ateg ies.   A  co m p ar ati v e  p o s itio n in g   o f   th e  p r esen t  m an u s cr ip t  r elativ e   to   r ep r esen tativ e  e x is tin g   E MI   r ev iew  ar ticles  is   s u m m ar ized   in   T ab le  1 ,   h i g h lig h tin g   th e  s co p e  lim itatio n s   o f   p r io r   s u r v ey s   an d   th e  d is tin ctiv e  co n tr ib u tio n s   o f   th is   r ev iew .       T ab le  1 .   Po s itio n in g   o f   th e   p r e s en t r ev iew  r elativ e  to   ex is tin g   E MI   s u r v ey s   Ex i s t i n g   E M I   su r v e y   f o c u s   Ty p i c a l   l i mi t a t i o n   C o n t r i b u t i o n   o f   t h i s r e v i e w   C o n d u c t e d   EM I   mi t i g a t i o n   i n   sw i t c h - m o d e   c o n v e r t e r s   Li mi t e d   t r e a t me n t   o f   r a d i a t e d   EM I   a n d   W B G - r e l a t e d   c o u p l i n g   e f f e c t s   C o v e r s  b o t h   c o n d u c t e d   a n d   r a d i a t e d   E M I   i n   h i g h - f r e q u e n c y   c o n v e r t e r   e n v i r o n m e n t s   EM I   mo d e l i n g   su r v e y s   F o c u s m a i n l y   o n   p r e d i c t i o n / m o d e l i n g   r a t h e r   t h a n   mi t i g a t i o n   i n t e g r a t i o n .   C o n n e c t s m o d e l i n g ,   p r o p a g a t i o n   b e h a v i o r ,   a n d   mi t i g a t i o n   s t r a t e g y   sel e c t i o n   C o mm o n - mo d e   n o i se  s u p p r e ssi o n   r e v i e w   O f t e n   r e st r i c t e d   t o   C M   n o i se  p a t h s  o r   sp e c i f i c   i n v e r t e r / m o t o r - d r i v e   s y st e ms   D i scu sses  b o t h   C M   a n d   D M   d i st u r b a n c e s  a c r o ss   c o n v e r t e r   t y p e s   F i l t e r   c e n t e r e d   su r v e y s   Emp h a s i s  o n   p a ssi v e / a c t i v e   E M I   f i l t e r s  a f t e r   n o i se   g e n e r a t i o n   I n c l u d e s  so u r c e - l e v e l ,   p a t h - l e v e l ,   l a y o u t - l e v e l ,   p a c k a g i n g - l e v e l ,   c o n t r o l - l e v e l ,   a n d   t o p o l o g y - l e v e l   mi t i g a t i o n   A p p l i c a t i o n - s p e c i f i c   r e v i e w s,  e . g . ,   EV s,  m o t o r   d r i v e s ,   P V / g r i d   c o n v e r t e r s   Li mi t e d   g e n e r a l i z a t i o n   a c r o ss   c o n v e r t e r   a p p l i c a t i o n s   P r o v i d e s a   b r o a d e r   d e si g n   f r a mew o r k   f o r   r e n e w a b l e   e n e r g y ,   EV ,   a e r o sp a c e ,   i n d u st r i a l ,   a n d   g r i d - c o n n e c t e d   sy s t e ms .   W B G - f o c u se d   d i s c u ssi o n s   O f t e n   e m p h a si z e   d e v i c e   sw i t c h i n g   b e h a v i o r   mo r e   t h a n   c o m p l e t e   E M C   d e si g n   R e l a t e s GaN / S i C   sw i t c h i n g ,   p a r a si t i c ,   p a c k a g i n g ,   l a y o u t ,   a n d   sy st e m - l e v e l   E M C   c o m p l i a n c e       T h is   r ev iew  ad o p ts   a  s tr u ctu r ed   liter atu r e - s u r v ey   m eth o d o lo g y   to   p r o v id e  a  c o m p r eh en s iv e   ass es s m en t  o f   E MI   ch allen g es   an d   m itig atio n   s tr ateg ies  in   m o d er n   p o wer   co n v er ter s .   R elev an t  p ee r - r ev iewe d   p u b licatio n s   wer e  ex am i n ed   u s in g   co m b i n atio n s   o f   k ey w o r d s   r elate d   to   E MI ,   E MC,  p o wer   co n v er ter s ,   co n d u cte d   an d   r ad iated   em i s s io n s ,   co m m o n - m o d e  an d   d if f er en tial - m o d e  n o is e,   wid e - b an d g ap   d ev ices,   co n v er ter   co n tr o l,  g r o u n d in g ,   s h ield in g ,   f ilter in g ,   an d   m ea s u r em en t  tec h n iq u es.  T h e  p r in cip al  r ev iew  p e r io d   co v er s   p u b licatio n s   f r o m   2 0 0 0   to   2 0 2 5 ,   with   p ar ticu lar   em p h asis   o n   s tu d ies  p u b lis h ed   af ter   2 0 1 8   d u e  to   th e   r ap id   ad o p tio n   o f   SiC   an d   GaN   d ev ices  in   h ig h - f r eq u en cy   co n v er ter   s y s tem s .   Prio r ity   was  g iv en   to   s tu d ies  p r esen tin g   an al y tical  m o d eli n g ,   ex p er im en tal  v alid atio n ,   n u m er ical  s im u latio n ,   co m p ar ativ e  m itig atio n   an aly s is ,   an d   p r ac tical  im p lem en tatio n   in s ig h ts .   Fig u r e  1   illu s tr ates  th e  o v er all  liter atu r e  r e v iew  an d   s y n th esis   m eth o d o l o g y   a d o p te d   in   th is   wo r k .   Desp ite  s u b s tan tial  p r o g r ess   in   E MI   an aly s is   an d   s u p p r ess io n ,   s ev er al  r esear ch   g a p s   r em ain   in s u f f icien tly   ad d r ess ed   in   e x is tin g   liter atu r e.   Mo s t  p r io r   s tu d ies  f o cu s   o n   is o lated   m itig atio n   tech n iq u es   with o u t  p r o v id in g   a  u n if ie d   s y s tem - lev el  u n d er s tan d in g   o f   E MI   s o u r ce   m ec h an is m s ,   p r o p a g atio n   p at h s ,   s u b s y s tem   in ter ac tio n s ,   an d   co n v er ter - lev el  d esig n   tr ad e - o f f s .   Fu r th er m o r e,   lim ited   atten t io n   h as  b ee n   g iv en   to   th e  co m b in ed   im p ac t  o f   h i g h   d v /d t  an d   d i/d t  tr an s itio n s   in   wid e - b an d g ap   c o n v e r ter   p latf o r m s ,   co m p ac t  p ac k ag in g   ef f ec ts ,   c o n tr o l - l o o p   s en s itiv ity ,   in s tr u m en tati o n   r eliab ilit y ,   a n d   AI - ass is t ed   E MI   p r ed ictio n   tech n iq u es.  C o m p a r ativ e  d is c u s s io n s   in teg r atin g   m o d elin g   ap p r o ac h es,  p r ac tical  m itig a tio n   ef f ec tiv e n ess ,   s ca lab ilit y ,   im p lem en tatio n   co m p lex ity ,   an d   in d u s tr ial  ap p licab ilit y   also   r em ain   f r ag m en ted   ac r o s s   th e  liter atu r e,   p ar ticu lar ly   f o r   em e r g in g   h ig h - f r eq u en cy   c o n v e r ter   ap p licatio n s .   T o   ad d r ess   t h ese   li m it ati o n s ,   t h is   r e v iew   p r es en ts   a   c o n s o li d at e d   s o u r c e – p a th – s y s t e m - o r ie n t e d   an al y s is   f r am ew o r k   t h a t   i n te g r at es   E MI   f u n d am en tals ,   g e n er ati o n   m ec h a n is m s ,   m o d eli n g   a n d   m ea s u r e m e n t   tec h n i q u es,   m i ti g at io n   s tr ate g ies,  p r a cti ca l  d esi g n   t r a d e - o f f s ,   a n d   e m e r g i n g   r ese ar ch   tr e n d s   i n t o   a  u n i f i ed   tec h n ic al   p er s p ec ti v e.   Se cti o n   2   d is cu s s es  E M I   f u n d am en tals ,   class i f i ca ti o n   p r i n ci p les ,   a n d   co n d u ct ed /r ad iat e d   E MI   m ec h a n is m s   in   m o d e r n   p o we r   co n v e r t er s .   Sectio n   3   an aly ze s   E MI   g en er atio n   m e ch an is m s ,   p ar asit ic   in ter ac tio n s ,   an d   co n v er ter - le v el  in ter f er e n ce   s o u r ce s   ass o ciate d   with   h ig h - f r e q u en c y   s witch in g   o p e r atio n .   Sectio n   4   ex am in es  th e  im p ac t  o f   E MI   o n   co n v er ter   r eliab ilit y ,   s en s in g   ac cu r ac y ,   in s tr u m en tatio n ,   co m m u n icatio n   in ter f ac es,  an d   clo s ed - lo o p   co n tr o l  s tab ilit y .   Sectio n   5   c r itically   r ev iews  co n tem p o r ar y   E MI   m itig atio n   ap p r o ac h es,   in cl u d in g   s o u r ce - le v el  s u p p r ess io n ,   p ass iv e  a n d   ac tiv e   f il ter in g ,   m o d u latio n   o p tim izatio n ,   s h ield in g ,   g r o u n d in g ,   p ac k ag e  o p tim izatio n ,   p r in ted   cir cu it  b o a r d   ( PC B )  lay o u t - awa r e  d esig n ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   5 ,   Octo b e r   20 26 :   2 4 3 1 - 2 4 5 3   2434   an d   co n v er ter - s tr u ctu r e  o p ti m izatio n   tech n iq u es.  I n   a d d itio n ,   s ec tio n   6   co m p ar ativ e ly   s y n th esizes  k ey   tech n ical  in s ig h ts ,   d esig n   t r a d e - o f f s ,   p r ac tical  s elec tio n   g u id elin es,  m o d elin g   ap p r o ac h es,  an d   e m er g in g   tr en d s   s u ch   as  AI - ass i s ted   E MI   p r ed ictio n ,   co m p ac t  f ilter in g   tech n o lo g ies,  an d   in tr in s ic  E MC - o r ien ted   co - d esig n   m eth o d o lo g ies f o r   Ga N  an d   SiC - b ased   co n v er ter s .   S ec tio n   7   o u tlin es f u tu r e  r esear ch   o p p o r tu n ities   an d   co n clu d in g   p er s p ec tiv es  f o r   n ex t - g en e r atio n   h ig h - f r e q u en cy   p o wer   elec tr o n ic  s y s tem s .   Fin ally ,   s ec tio n   8   co n clu d es th e  p ap er   with   k ey   f in d in g s   an d   r ec o m m en d atio n s .       E l e c t r o m a g n e t i c   i n t e r f e r e n c e C o n d u c t e d   E m i s s i o n   R a d i a t e d   E m i s s i o n D i f f e r e n t i a l   M o d e   N o i s e   C o m m o n   M o d e   N o i s e     Fig u r e  1 .   T y p es o f   elec tr o m ag n etic  in ter f er en ce       2.   E L E C T RO M AG N E T I C  I N T E RF E R E NC E   I N  P O W E R   CO NVER T E R S    E MI   in   p o wer   co n v er ter s   a r is es  f r o m   u n wan te d   elec tr o m ag n etic  em is s io n s   g en er ated   p r im ar ily   b y   h ig h - f r eq u e n cy   s witch in g   o p er atio n s   an d   u n a v o id a b le  p a r asit ic  elem en ts   with in   s em ico n d u ct o r   d ev ices,   p ass iv e  co m p o n en ts ,   an d   in t er co n n ec tio n s .   I n   co n tr ast,  E MC  d en o tes  th e  ab ilit y   o f   a   s y s tem   to   o p er ate  r eliab ly   with in   its   elec tr o m ag n etic  en v ir o n m en t  with o u t  ca u s in g   o r   ex p er ien cin g   u n ac ce p tab le  in ter f er e n ce .   T h e  tr an s itio n   t o war d   wid e - b an d g ap   s em ico n d u cto r   d ev ice s ,   co u p led   with   in cr ea s in g   d em an d s   f o r   h ig h er   ef f icien cy   a n d   p o wer   d en s it y ,   h as  s ig n if ica n tly   in te n s if ied   E MI   ch allen g es  in   m o d e r n   p o wer   elec tr o n ic  co n v er ter s .   C o n s eq u e n tly ,   a  clea r   u n d er s tan d i n g   o f   E MI   s o u r ce s ,   class if icat io n s ,   an d   co u p l in g   m ec h an is m s   is   ess en tial f o r   th e  ef f ec tiv e  d esig n   o f   E MC - co m p lian t   s y s tem s   [ 2 1 ] .   I n   h ig h - f r eq u e n cy   p o wer   c o n v er ter s ,   E MI   d ir ec tly   a f f ec ts   s y s tem   s tab ilit y ,   m ea s u r em en t  ac cu r ac y ,   an d   o p er atio n al  r eliab ilit y .   I n t er ac tio n s   b etwe en   co n v er ter s   an d   E MI   s u p p r ess io n   co m p o n en ts   s u ch   as  i n p u t   f ilter s   ca n   in tr o d u ce   u n in ten d ed   d y n am ic  ef f ec ts ,   in clu d in g   im p ed an ce   m is m atch   an d   r eso n an ce ,   wh ich   m ay   co m p r o m is e  s y s tem   s tab il ity ,   p ar ticu lar ly   in   p o in t - of - l o a d   ( POL)   co n v er ter s   an d   d ir ec t  cu r r en t  ( DC )   m icr o g r id s   [ 2 2 ] .   Fu r t h er m o r e,   E MI   g en er ated   b y   f ast - s witch in g   d ev ices  ca n   p r o p a g ate  th r o u g h   co n d u ctiv e   an d   r ad iativ e  p at h s ,   in ter f er in g   with   n ea r b y   e q u ip m e n t   an d   d eg r a d in g   o v er all  s y s tem   p er f o r m an ce .   E x p er im en tal   in v esti g atio n s   o n   g r i d - co n n ec ted   in v er te r s   h a v e  d em o n s tr ated   th at  o p tim ize d   E MI   f ilter   d esig n ,   ac co u n tin g   f o r   b o th   C M  an d   DM   co m p o n en ts ,   is   cr itical  f o r   en s u r i n g   c o m p lian ce   with o u t  ex ce s s iv e  s ize  o r   s atu r atio n   o f   m a g n etic  elem en ts   [ 2 3 ] .     2 . 1 .     Cla s s if ica t io n  o f   elec t ro m a g net ic  inte rf er ence   E MI   in   p o wer   co n v er ter s   is   g en er ally   class if ied   in to   co n d u cted   E MI   an d   r ad iate d   E MI ,   b ased   o n   th e   d o m in an t  p r o p ag atio n   m ec h a n is m .   C o n d u cted   E MI   t y p ic ally   d o m in ates  b elo w  3 0   M Hz  an d   p r o p ag ates  th r o u g h   p o wer   a n d   s ig n al   co n d u cto r s ,   wh e r ea s   r ad iated   E M I   b ec o m es m o r e   p r o n o u n ce d   a t  h ig h er   f r e q u en cies  d u e  to   elec tr o m ag n etic  f ield   co u p lin g   in d u ce d   b y   r ap id   v o ltag e  an d   c u r r e n t  tr an s itio n s .   C o n d u cted   E M I   is   f u r th er   d iv i d ed   i n to   C M  a n d   DM   co m p o n en ts .   C M  n o is e  c o n s is ts   o f   cu r r en ts   f lo win g   i n   t h e  s am e  d ir ec tio n   o n   m u ltip le  co n d u cto r s   with   r esp ec t  to   a  co m m o n   r ef er en ce ,   u s u ally   g r o u n d ,   wh ile  DM   n o is e  is   ch ar ac ter ized   b y   eq u al  an d   o p p o s ite  cu r r en ts   f l o win g   b etwe en   co n d u cto r s   s u p p ly in g   p o wer   to   th e   lo ad .   Ac cu r ate  id en tific atio n   o f   C M  an d   DM   p ath s   is   f u n d am en tal  to   ef f ec tiv e   E MI   s u p p r ess io n ,   p ar ticu lar ly   in   co m p ac t,  h i g h - d en s ity   co n v er ter   d esig n s .   Fig u r e  1   illu s tr ates th e  p r im ar y   ca teg o r ies o f   E MI   e n co u n ter ed   in   p o wer   co n v er te r s   [ 2 4 ] .     2 . 1 . 1 .   Ra dia t ed  E M I     R ad iated   E MI   r ef er s   to   elec tr o m ag n etic  en er g y   em itted   f r o m   co n v er ter   cir cu its   an d   in ter co n n ec tio n s   in   th e  f o r m   o f   elec tr o m ag n et ic  wav es.  I t  is   p r im ar ily   ca u s ed   b y   h ig h   d v / d t  an d   d i/d t  a s s o ciate d   with   f ast  s witch in g   tr an s itio n s ,   wh ich   g en er ate  tim e - v ar y in g   elec tr i c  an d   m ag n etic  f ield s   ca p ab l e  o f   c o u p lin g   in to   n ea r b y   cir cu its   an d   s tr u ctu r es.  R ad iated   em is s io n s   b ec o m e   i n cr ea s in g ly   s ig n i f ican t  in   co n v er ter s   em p lo y in g   wid e - b an d g ap   d e v ices d u e  to   th eir   s teep   s witch in g   ed g es a n d   h ig h er   o p er atin g   f r e q u en cies  [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E lectro ma g n etic  in terf eren ce   ch a llen g es a n d   mitig a tio n   s tr a teg ies in   …   ( A r s a la n   Mu h a mm a d   S o o ma r )   2435   2 . 1 . 2 .   Co nd uct ed  E M I     C o n d u cted   E MI   p r o p ag ates  th r o u g h   co n d u ctiv e  p ath s   s u ch   as  p o wer   lin es,  g r o u n d   c o n n e ctio n s ,   an d   s ig n al  tr ac es.  I t is m ain ly   d r iv en   b y   h ig h - f r eq u e n cy   c u r r en t  f lu ctu atio n s   r esu ltin g   f r o m   r a p id   s witch in g   ev en ts .   B elo w  ap p r o x im ately   5   MH z,   co n d u cted   n o is e  is   p r e d o m in an tly   d i f f er en tial  m o d e,   wh er ea s   at  h ig h er   f r eq u e n cies,  co m m o n - m o d e   n o is e  o f ten   d o m i n ates  d u e   to   p a r asit ic  ca p ac itan ce s   b etwe en   s witch in g   n o d es  an d   g r o u n d   [ 2 7 ] .   C M  an d   DM   co n d u cte d   E M I   d if f e r en tly   f u n d am en tally   i n   th eir   c u r r e n t  f lo w   m ec h an is m s   an d   m itig atio n   ap p r o ac h es.  C M  c u r r en ts   ca n   ex is t  ev e n   in   s y s tem s   with o u t  d i r ec t  ea r th   co n n ec tio n s ,   as  in ter n al  p ar asit ic  co u p lin g s   e n ab le  c u r r en t  r etu r n   p ath s   th r o u g h   s u r r o u n d in g   s tr u ct u r es.  T h es e  d is tu r b an ce s   ar e   co m m o n l y   m itig ated   u s in g   co m m o n - m o d e  c h o k es  an d   Y - ca p ac ito r s .   I n   c o n tr ast,  DM   n o is e  is   ass o ciate d   with   th e  in ten d ed   p o wer   tr an s f e r   p ath   an d   is   ty p ically   s u p p r ess ed   u s in g   d if f er en tial - m o d e  in d u cto r s   an d   s h u n t   ca p ac ito r s   [ 2 8 ] .   Fig u r e   2   illu s tr ates  th e  d is tin ctio n   b etwe en   r ad iated   a n d   c o n d u cted   E MI ,   wh ile  Fig u r e  3   p r esen ts   a  g en er alize d   f r am e wo r k   f o r   C M  an d   DM   E MI   g en er atio n   an d   m itig atio n .   B o th   C M  an d   DM   d is tu r b an ce s   o r ig i n ate  f r o m   r ap id   v o ltag e  an d   cu r r en t  tr an s itio n s   in   p o wer   elec tr o n ic   s witch es  an d   ca n   ad v er s ely   af f ec t  a  wid e  r an g e   o f   ap p licatio n s ,   in clu d i n g   a u to m o tiv e  s y s tem s ,   telec o m m u n icatio n s ,   ae r o s p ac e,   an d   in d u s tr ial  elec tr o n ics  [ 2 9 ] ,   [ 3 0 ] .         C o n d u c t i o n R a d i a t i o n C o u p l i n g   p a t h N o i s e   S o u r c e R e c e i v e r     Fig u r e  2 .   R ad iated   a n d   co n d u c ted   E MI - v ictim ized   p o wer   co n v er ter       T o t a l   C u r r e n t F u n c t i o n   V o l t a g e M a i n   P o w e r   c u r r e n t F u n c t i o n   E x c e s s   C u r r e n t ( D M   N o i s e ) I m b a l a n c e   D i f f e r e n c e C M   N o i s e   C u r r e n t G r o u n d   C o u p l i n g D M C M     Fig u r e  3 .   Fra m ewo r k   f o r   c o m m o n   an d   d if f er en tial m o d e  E MI   m itig atio n       3.   E M I   G E N E RA T I O N  M E C H ANIS M S IN P O W E R  CO NVER T E RS   E lectr o m ag n etic  in ter f er e n ce   in   p o wer   co n v er ter s   o r i g in ates  p r im ar ily   f r o m   r ap i d   s witch in g   tr an s itio n s ,   wh ich   g iv e  r is e  to   h ig h   d v /d t   an d   d i/d t.   T h ese  f as t  tr an s ien ts ,   co m b i n ed   with   u n av o id ab le   p ar asit ic  elem en ts   with in   s em ico n d u cto r   d ev ices,  p ass iv e  co m p o n e n ts ,   an d   in ter co n n ec tio n s ,   g e n er ate  b r o a d b an d   elec tr o m ag n etic  n o is e  th at   p r o p a g ates  th r o u g h   b o th   c o n d u cted   an d   r a d iated   p ath s .   I n   h ig h - f r e q u en c y   co n v er ter s ,   p a r ticu lar ly   th o s e  em p lo y in g   wid e - b an d g ap   s em ico n d u cto r   d ev ices,  th ese  m ec h an is m s   ar e   s ig n if ican tly   am p lifie d ,   m ak i n g   E MI   a  d o m in a n t  d esig n   c o n s tr ain t  r ath er   th an   a  s ec o n d ar y   co n s id er atio n .   Par asit ic  in d u ctan ce s   an d   ca p ac itan ce s   ass o ciate d   with   d ev i ce   p ac k ag es,   PC B   tr ac es,  an d   in ter co n n ec ts   f o r m   r eso n an t  n etwo r k s   th at  e x cite  o s cillatio n s   in   th e  h ig h - f r eq u en cy   s p ec tr u m .   T h ese  r eso n a n ce s   in cr ea s e  n o is e   am p litu d e,   ex ten d   E MI   b an d wid th ,   an d   co m p licate  s u p p r ess io n   ef f o r ts .   Ad d itio n ally ,   s u b o p tim al  PC B   lay o u t,   im p r o p e r   g r o u n d in g ,   an d   in a d eq u ate  s ep ar atio n   b etwe en   n o is y   an d   s en s itiv e  cir c u its   f u r th er   ex ac er b ate  E MI   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   5 ,   Octo b e r   20 26 :   2 4 3 1 - 2 4 5 3   2436   g en er atio n   an d   co u p lin g .   U n d er s tan d in g   th ese  p h y s ical  m ec h an is m s   is   ess en tial  f o r   d ev elo p in g   tar g ete d   m itig atio n   s tr ateg ies  th at  ad d r ess   E MI   at  its   s o u r ce   r ath er   th an   r ely i n g   s o lely   o n   p o s t - f ilter in g   s o lu tio n s     [ 3 1 ] ,   [ 3 2 ] .     3 . 1 .     Curre nt - re la t ed  inte rf e re nce  a t   t he  inp ut   R ap id   s witch in g   o f   p o wer   s em ico n d u ct o r   d e v ices  p r o d u ce s   s teep   cu r r e n t  tr an s itio n s   th at  i n ject  h ig h - f r eq u e n cy   n o is e  in to   th e  in p u t  ter m in als  o f   p o wer   co n v er t er s .   T h is   cu r r en t - r elate d   in ter f er en ce   p r o p ag ates   th r o u g h   th e  p o wer   d is tr ib u tio n   n etwo r k   an d   ca n   co n tam in a te  u p s tr ea m   s y s tem s ,   in clu d in g   th e  u tili ty   g r id   o r   DC   m icr o g r id s .   Hig h   d i/d t  cu r r en t  lo o p s ,   in   co m b in atio n   with   p ar asit ic  in d u cta n ce s ,   ar e  a  d o m in an t  s o u r ce   o f   co n d u cte d   E MI   an d   m ay   also   ex cite  r ad iated   em is s io n s   wh e n   lo o p   ar ea s   ar e  lar g e .     3 . 2 .     P a ra s it ic  elem ent s   a nd   ph y s ica l c o m po nent  pla ce m ent   Par asit ic  in d u ctan ce s   an d   ca p ac itan ce s   in h er en t  to   c o m p o n en ts ,   p ac k ag es,  an d   PC B   lay o u ts   p lay   a  cr itical  r o le  in   E MI   g en er atio n .   T h ese  p ar asit ic  f o r m s   cr ea te  r eso n an t  p ath s   th at  am p lify   h ig h - f r eq u e n cy   cu r r en t  an d   v o ltag e  o s cillatio n s ,   in cr ea s in g   b o th   co n d u c ted   an d   r ad iate d   em is s io n s .   Po o r   co m p o n en t   p lace m en t — s u ch   as  lo n g   c u r r en t  lo o p s ,   in ad e q u ate  r etu r n   p ath s ,   o r   p r o x im ity   b etwe en   h i g h - s p ee d   s witch in g   n o d es  an d   s en s itiv e  cir cu its — s ig n if ican tly   wo r s en s   E MI   p er f o r m an ce .   As  s witch in g   f r eq u e n cies  in cr ea s e,   lay o u t - in d u ce d   p ar asit ic   o f ten   d o m in ate  o v er   in tr i n s ic  d ev ice   b eh av io r .     3 . 3 .     E lect ric - f ield – do m ina t e d  E M I   s o urce s   ( hig h - im peda nce  no des )   Hig h - im p ed a n ce   n o d es  ex p e r ien cin g   lar g e  v o ltag e  s win g s   ar e  m ajo r   s o u r ce s   o f   elec tr ic - f ield – co u p led   E MI .   R ap id   d v /d t  tr an s itio n s   at  s witch in g   n o d es  g en er ate  s tr o n g   tim e - v a r y in g   elec tr ic  f ield s   th at   ca p ac itiv ely   co u p le  to   n ea r b y   co n d u cto r s ,   h ea ts in k s ,   an d   c h ass is   s tr u ctu r es.  T h is   m ec h an is m   is   a  p r im ar y   co n tr ib u to r   to   co m m o n - m o d e   n o is e  an d   r ad iated   E MI ,   p a r ticu lar ly   in   co m p ac t  co n v er ter   lay o u ts   wh er e   s p ac in g   b etwe en   co n d u ct o r s   is   lim ited   [ 3 3 ] .     3 . 4 .    M a g net ic - f ield – do m ina t ed   E M I   s o urce s   ( lo w - im peda nce  lo o ps )   L o w - im p ed a n ce   cu r r e n t  p ath s   ca r r y in g   h ig h   d i/d t  cu r r e n ts   g en er ate  in ten s e  tim e - v ar y i n g   m ag n etic  f ield s .   T h ese  f ield s   ca n   in d u ctiv ely   co u p le  in to   ad jace n t  lo o p s ,   tr ac es,  o r   ca b les,  p r o d u ci n g   b o th   c o n d u cted   an d   r ad iated   in ter f er en ce .   M ag n etic - f ield – d o m in ated   E M I   is   s tr o n g ly   in f lu en ce d   b y   lo o p   ar ea ,   co n d u cto r   g eo m etr y ,   a n d   cu r r en t  r etu r n   p ath s ,   m ak in g   PC B   r o u tin g   an d   in ter co n n ec tio n   d esig n   c r itical  f ac to r s   in   E MI   co n tr o l.     3 . 5 .     Vo l t a g e - re l a t ed  inte rf er ence   a t   t he  o utput   At  th e  co n v er ter   o u t p u t,  f ast  v o ltag e  tr a n s itio n s   an d   s witch in g   r ip p le  ca n   in tr o d u ce   h ig h - f r eq u e n cy   d is tu r b an ce s   in to   co n n ec te d   lo ad s   an d   d o wn s tr ea m   s y s tem s .   Ou tp u t  v o ltag e - r elate d   E MI   m ay   d eg r ad e  p o wer   q u ality ,   in ter f er e  with   co n tr o l a n d   co m m u n icatio n   cir cu its ,   an d   p r o p ag ate  th r o u g h   co n n ec t ed   ca b les,  ac tin g   as   u n in ten d e d   an ten n as.  T h e  s ev er ity   o f   th is   in ter f e r en ce   in c r e ases   with   h ig h er   d v /d t  s witch i n g   an d   in s u f f icien t  o u tp u t  f ilter in g   o r   im p ed a n ce   m atch in g .   T h e  ex p er im en tal  s etu p   f o r   s u s ce p tib ilit y   m ea s u r em en t  f o r   E MI   an d   E MC is   s k etch ed   in   Fig u r e  4 .             Fig u r e  4 .   C o n d u cted   E M I /EM C   s u s ce p tib ilit y   m ea s u r em en t setu p   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E lectro ma g n etic  in terf eren ce   ch a llen g es a n d   mitig a tio n   s tr a teg ies in   …   ( A r s a la n   Mu h a mm a d   S o o ma r )   2437   Un d er s tan d in g   th e  r elatio n s h i p   b etwe en   s witch in g   b e h av io r ,   p ar asit ic  in ter ac tio n s ,   an d   o p er atio n al   co n s eq u en ce s   is   ess en tial  f o r   id en tify i n g   th e  r o o t   ca u s es  o f   E MI   in   co n v er ter   s y s tem s .   T o   p r o v id e   th is   in teg r ated   p e r s p ec tiv e,   th e  m a jo r   ca u s es  an d   r esu ltin g   im p a cts  ar e  co m p ar ativ ely   s u m m ar ized   in   T ab le  2 .   I t   in d icate s   th at  E MI   in   p o wer   co n v er ter s   o r ig in ates  f r o m   b o th   elec tr ical  s witch in g   b eh av io r   an d   p h y s ical   im p lem en tatio n   f ac to r s .   Hig h   d v /d t  an d   d i/d t  tr an s itio n s   p r im ar ily   g en er ate  b r o ad b a n d   d i s tu r b an ce s ,   wh er ea s   p ar asit ic  in d u ctan ce s ,   ca p ac it an ce s ,   an d   p o o r   lay o u t   p r ac ti ce s   am p lify   t h ese  d is tu r b an c e s   th r o u g h   r eso n an t  b eh av io r   an d   u n in te n d ed   c o u p lin g   p ath s .   I t  f u r t h er   s h o ws  th at  E MI   co n s eq u en ce s   ex ten d   b ey o n d   c o n v e r ter   ef f icien cy   a n d   in cl u d e  c o m m u n icatio n   f au lts ,   s en s in g   i n ac cu r ac ies,  lo ca lized   h ea tin g ,   an d   E MC  n o n - co m p lian ce .   T h is   h ig h lig h ts   th at  E MI   s h o u ld   b e  tr ea ted   as   a  m u ltid is cip lin ar y   d esig n   c o n s tr ain t  in v o lv i n g   cir cu it  d esig n ,   th er m al  lay o u t ,   co n tr o l  s y s tem s ,   an d   s y s tem   in teg r atio n   r ath er   th an   o n ly   a  f ilter in g   p r o b lem   [ 3 4 ] ,   [ 3 5 ] .       T ab le  2 .   I n teg r ated   s u m m ar y   o f   E MI   s o u r ce s ,   p r o p ag atio n   m ec h an is m s ,   co n v e r ter - lev el  e f f ec ts ,   an d   s y s tem - lev el  im p ac ts   in   m o d e r n   p o we r   co n v e r ter s   EM I   S o u r c e / M e c h a n i sm   P r i mary   Ef f e c t   o n   C o n v e r t e r   O p e r a t i o n   S y st e m - Le v e l   I mp a c t   a n d   A p p l i c a t i o n   R i s k s   Ref   H i g h   d v / d t   a n d   d i / d t   sw i t c h i n g   t r a n s i t i o n s   B r o a d b a n d   h i g h - f r e q u e n c y   n o i se   g e n e r a t i o n   a n d   sw i t c h i n g - i n d u c e d   d i s t u r b a n c e s   C o mm u n i c a t i o n   ma l f u n c t i o n s,  s e n s o r   i n a c c u r a c i e s,  c o n t r o l - l o o p   i n t e r f e r e n c e ,   a n d   p r o t e c t i o n - c i r c u i t   d i st u r b a n c e s   [ 1 ] ,  [ 2 1 ] ,   [ 3 1 ]   P a r a si t i c   i n d u c t a n c e s  a n d   c a p a c i t a n c e s   R e s o n a n t   o sc i l l a t i o n s ,   s p e c t r a l   p e a k s ,   a n d   a m p l i f i e d   E M I   p r o p a g a t i o n   P o w e r   q u a l i t y   d e g r a d a t i o n ,   E M C   n o n - c o m p l i a n c e ,   i n c r e a se d   f i l t e r i n g   r e q u i r e me n t s,   a n d   r e d u c e d   r e l i a b i l i t y   [ 3 1 ] ,  [ 3 2 ]   P o o r   P C B   l a y o u t ,   w i r i n g ,   a n d   g r o u n d i n g   s t r u c t u r e s   En h a n c e d   c o u p l i n g   p a t h s,  g r o u n d   l o o p s,   a n d   r e t u r n - p a t h   d i s c o n t i n u i t i e s   S y st e m i n s t a b i l i t y ,   l o c a l i z e d   o v e r h e a t i n g ,   d e g r a d e d   se n s i n g   a c c u r a c y ,   a n d   o p e r a t i o n a l   r e l i a b i l i t y   i ssu e s   [ 3 6 ] ,  [ 3 7 ]   A l t e r n a t i n g   e l e c t r i c   f i e l d s  ( h i g h - i mp e d a n c e   sw i t c h i n g   n o d e s)   C a p a c i t i v e   c o u p l i n g   a n d   r a d i a t e d   E M I   e mi ssi o n s   W i r e l e ss  i n t e r f e r e n c e ,   c o mm u n i c a t i o n   d i s t u r b a n c e s,  i n su l a t i o n   st r e ss,  a n d   m a l f u n c t i o n   o f   se n si t i v e   e l e c t r o n i c   s y s t e ms   [ 2 5 ] ,  [ 2 6 ]   A l t e r n a t i n g   ma g n e t i c   f i e l d s  ( h i g h - c u r r e n t   sw i t c h i n g   l o o p s)   I n d u c t i v e   c o u p l i n g   a n d   mag n e t i c - f i e l d - i n d u c e d   n o i s e   i n j e c t i o n   C o n t r o l   e r r o r s,   m o t o r - d r i v e   d i st u r b a n c e s,  sy n c h r o n i z a t i o n   i n st a b i l i t y ,   a n d   i n st r u men t a t i o n   i n a c c u r a c i e s   [ 2 9 ] ,  [ 3 0 ]   V o l t a g e - r e l a t e d   i n t e r f e r e n c e   a t   c o n v e r t e r   o u t p u t s   V o l t a g e   r i p p l e ,   s p i k e s,  a n d   t r a n s i e n t   p r o p a g a t i o n   t o   c o n n e c t e d   l o a d s   R e d u c e d   e f f i c i e n c y ,   l o a d - s i d e   d i s t u r b a n c e s,   a c c e l e r a t e d   i n su l a t i o n   a g i n g ,   a n d   d e g r a d e d   p o w e r   q u a l i t y   [ 3 4 ] ,  [ 3 8 ]   C u r r e n t - r e l a t e d   i n t e r f e r e n c e   a t   c o n v e r t e r   i n p u t s   N o i se   i n j e c t i o n   i n t o   s u p p l y   l i n e s,   g r i d s ,   a n d   a d j a c e n t   c o n d u c t o r s   G r i d   s t a n d a r d   v i o l a t i o n s,  h a r m o n i c   a mp l i f i c a t i o n ,   s i g n a l - i n t e g r i t y   d e g r a d a t i o n ,   a n d   sen s i n g   d i st u r b a n c e s   [ 1 ] ,  [ 2 2 ]   C o m p o n e n t   n o n - i d e a l i t i e s   ( sw i t c h e s ,   d i o d e s,  ma g n e t i c s,   p a c k a g e s)   N o n l i n e a r   o s c i l l a t i o n s  a n d   a d d i t i o n a l   p a r a s i t i c   E M I   so u r c e s   I n c r e a se d   t h e r m a l   st r e ss ,   r e d u c e d   c o n v e r t e r   r e l i a b i l i t y ,   f a l s e   t r i g g e r i n g ,   a n d   p r e ma t u r e   c o m p o n e n t   a g i n g   [ 3 5 ] ,  [ 3 9 ]   C o n d u c t i v e   a n d   r a d i a t i v e   E M I   p r o p a g a t i o n   p a t h s   EM I   c o u p l i n g   t h r o u g h   c a b l e s ,   g r o u n d i n g   s t r u c t u r e s,   a n d   e l e c t r o ma g n e t i c   f i e l d s   D i st u r b a n c e   p r o p a g a t i o n   a c r o ss   i n t e r c o n n e c t e d   su b s y s t e ms   a n d   a u t o ma t i o n   n e t w o r k s   [ 2 4 ] ,  [ 4 0 ]   H i g h - f r e q u e n c y   c o n v e r t e r   o p e r a t i o n   i n   c r i t i c a l   a p p l i c a t i o n s   I n c r e a se d   E M I   sen s i t i v i t y   i n   safet y - c r i t i c a l   e n v i r o n m e n t s   M a l f u n c t i o n   r i s k s  i n   h e a l t h c a r e   e l e c t r o n i c s ,   a e r o s p a c e   c o mm u n i c a t i o n   s y st e ms,   a n d   a u t o m o t i v e   EC U s  a n d   e l e c t r i c   d r i v e s   [ 3 8 ] ,   [ 4 1 ] ,   [ 4 2 ]       Sin ce   E MI   s u p p r ess io n   m eth o d s   d if f er   s ig n if ica n tly   in   atten u atio n   b an d wid th ,   im p l em en tatio n   co m p lex ity ,   a n d   s u itab ilit y   f o r   co m p ac t  co n v er te r s ,   a  co m p ar ativ e  ev alu atio n   is   n ec ess ar y .   T ab le  3   t h er ef o r e   co n tr asts   th e  p r i n cip al  m itig a tio n   tech n i q u es  an d   th eir   p r a ctica l  tr ad e - o f f s .   Pas s iv e  f ilter s   r em ain   attr ac tiv e   b ec au s e  o f   s im p licity   an d   r o b u s tn ess ,   y et  th eir   v o l u m e  a n d   lo w - f r eq u en cy   s ize  p en al ties   lim it  co m p ac t   ap p licatio n s .   Activ e  an d   h y b r id   f ilter s   o f f er   im p r o v ed   wi d eb an d   atten u atio n   b u t  in c r e ase  co m p lex ity   an d   r eliab ilit y   co n ce r n s .   So u r ce - l ev el  m eth o d s   s u ch   as  s o f t - s witch in g   an d   m o d u latio n   o p tim izatio n   r ed u ce   em is s io n s   wi th o u t  b u lk y   h a r d war e,   alth o u g h   co n tr o l  co m p lex ity   an d   o u t p u t - q u ality   tr ad e - o f f s   m u s t  b e  co n s id er ed .   T h er ef o r e,   p r ac ti ca l  co n v er ter   d esig n   in cr ea s in g ly   r elies  o n   h y b r id   m u lti - lay er   m itig atio n   s tr ateg ies r ath er   th an   a  s in g le  s u p p r ess io n   tech n iq u e  [ 4 0 ] .   E f f ec tiv e  E MI   r e d u ctio n   r eq u i r es  u n d er s tan d in g   o f   h o w  d is t u r b an ce s   ar e  p h y s ically   g e n er ated   in s id e  co n v er ter s .   T h e  d o m in an t  g e n er atio n   m ec h an is m s   an d   ass o ciate d   co u p lin g   p h en o m en a.   E MI   g en er atio n   is   g o v er n ed   p r im ar ily   b y   s witch in g   tr an s ien ts   an d   th e  in ter ac tio n   o f   p ar asit ic  elem en ts   with   co n v er ter   g e o m etr y .   Hig h   d v /d t  n o d es  m ain ly   ex c ite  elec tr ic - f ield   co u p lin g ,   w h er ea s   h ig h   d i/d t  lo o p s   d o m i n ate  m ag n etic - f ield   em is s io n s .   I t  also   id en tifie s   co n d u cte d   an d   r a d iated   p r o p ag atio n   p at h s ,   as  well  as  c o n v er ter   s tr u ctu r al   asy m m etr y ,   as   im p o r tan t  c o n t r ib u to r s   t o   c o m m o n - m o d e  n o i s e.   T h is   co n f ir m s   th at   E MI   co n tr o l  s h o u ld   b eg in   d u r in g   co n v er ter   ar c h itectu r e  an d   p h y s ical  d esig n   s tag es.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   5 ,   Octo b e r   20 26 :   2 4 3 1 - 2 4 5 3   2438   T ab le  3 .   Qu a n titativ e  an d   q u al itativ e  co m p ar is o n   o f   E MI   m itig atio n   tech n iq u es,  d esig n   tr a d e - o f f s ,   an d   s u itab ilit y   f o r   m o d er n   h ig h - f r e q u en cy   p o wer   c o n v e r ter s   M i t i g a t i o n   t e c h n i q u e   Ty p i c a l   E M I   a t t e n u a t i o n   Ef f i c i e n c y /   P o w e r   d e n si t y   i mp a c t   K e y   a d v a n t a g e s   M a i n   l i m i t a t i o n s   R e l a t i v e   c o m p l e x i t y / C o st   S u i t a b i l i t y   f o r   G a N / S i C   c o n v e r t e r s   Ty p i c a l   a p p l i c a t i o n s   P a ssi v e   EM I   F i l t e r s (L C ,   C M / D M   f i l t e r s)   20 – 6 0   d B   c o n d u c t e d   EM I   r e d u c t i o n   M a y   r e d u c e   p o w e r   d e n si t y   d u e   t o   b u l k y   mag n e t i c s   S i mp l e ,   r o b u st ,   r e l i a b l e ,   c o st - e f f e c t i v e   B u l k y   a t   l o w   f r e q u e n c i e s;   p a r a s i t i c   r e so n a n c e   i ssu e s   Lo w – M e d i u m   M o d e r a t e   I n d u st r i a l   c o n v e r t e r s ,   mo t o r   d r i v e s,   g r i d   c o n v e r t e r s   A c t i v e   E M I   F i l t e r s (A EF)   10 – 4 0   d B   w i d e b a n d   a t t e n u a t i o n   I mp r o v e d   c o m p a c t n e ss   c o m p a r e d   w i t h   p a ss i v e   f i l t e r s   H i g h   a t t e n u a t i o n   o v e r   a   w i d e   f r e q u e n c y   r a n g e ;   r e d u c e d   p a s si v e   c o m p o n e n t   s i z e   I n c r e a se d   c o n t r o l   c o m p l e x i t y ,   a u x i l i a r y   p o w e r   r e q u i r e m e n t ,   r e l i a b i l i t y   c o n c e r n s   H i g h   H i g h   A e r o sp a c e ,   EV s,  c o m p a c t   h i g h - p o w e r - d e n si t y   c o n v e r t e r s   H y b r i d   F i l t e r s  ( P a ssi v e   +   A c t i v e )   30 – 7 0   d B   w i d e b a n d   su p p r e ss i o n   B a l a n c e d   a t t e n u a t i o n - to - si z e   t r a d e - o f f   C o m b i n e s  p a ss i v e   r o b u st n e s s wi t h   a c t i v e   c o m p e n sa t i o n   C o m p l e x   t u n i n g   a n d   i n t e g r a t i o n   e f f o r t   H i g h   H i g h   S e n s i t i v e   h i g h - f r e q u e n c y   e l e c t r o n i c   sy st e ms   S o f t - S w i t c h i n g   Te c h n i q u e s  ( ZV S / ZC S )   M o d e r a t e   so u r c e - l e v e l   EM I   r e d u c t i o n   I mp r o v e s   c o n v e r t e r   e f f i c i e n c y   a n d   sw i t c h i n g   p e r f o r m a n c e   R e d u c e s  d v / d t ,   d i / d t ,   sw i t c h i n g   l o ss e s,  a n d   EM I   g e n e r a t i o n   a t   t h e   so u r c e   A d d i t i o n a l   r e so n a n t   c i r c u i t r y   a n d   c o n t r o l   c o m p l e x i t y   M e d i u m – H i g h   V e r y   H i g h   H i g h - f r e q u e n c y   c o n v e r t e r s ,   EV s,  r e s o n a n t   c o n v e r t e r s   M o d u l a t i o n   O p t i mi z a t i o n   ( P W M / R P W M / S p r e a d   S p e c t r u m)   5 – 2 0   d B   p e a k   sp e c t r a l   r e d u c t i o n   M i n i m a l   e f f e c t   o n   p o w e r   d e n si t y   EM I   r e d u c t i o n   w i t h o u t   b u l k y   h a r d w a r e ;   f l e x i b l e   i mp l e m e n t a t i o n   P o ssi b l e   d e g r a d a t i o n   i n   h a r m o n i c   q u a l i t y   a n d   c o n t r o l   st a b i l i t y   M e d i u m   H i g h   G r i d - c o n n e c t e d   i n v e r t e r s,  mo t o r   d r i v e s   P C B   La y o u t   O p t i mi z a t i o n   10 – 4 0   d B   i n t r i n si c   EM I   r e d u c t i o n   S t r o n g   i mp r o v e me n t   i n   p o w e r   d e n si t y   a n d   p a r a s i t i c   c o n t r o l   R e d u c e s  p a r a s i t i c   c o u p l i n g   a n d   l o o p   i n d u c t a n c e   i n t r i n si c a l l y   R e q u i r e s   a d v a n c e d   d e s i g n   e x p e r t i se ;   d i f f i c u l t   t o   c o r r e c t   p o st - f a b r i c a t i o n   M e d i u m   V e r y   H i g h   A l l   h i g h - f r e q u e n c y   c o n v e r t e r s   S h i e l d i n g   a n d   G r o u n d i n g   20 – 5 0   d B   r a d i a t e d   EM I   su p p r e ss i o n   A d d e d   mec h a n i c a l   v o l u me  a n d   w e i g h t   Ef f e c t i v e   r a d i a t e d   E M I   c o n t a i n me n t   a n d   c o mm o n - mo d e   n o i se   su p p r e ss i o n   A d d e d   c o st ,   mec h a n i c a l   c o m p l e x i t y ,   g r o u n d i n g   sen s i t i v i t y   M e d i u m   H i g h   A e r o sp a c e ,   med i c a l ,   a n d   mi l i t a r y   sy st e ms   S n u b b e r   a n d   C l a mp   C i r c u i t s   5 – 3 0   d B   t r a n s i e n t   su p p r e ss i o n   M a y   i n t r o d u c e   a d d i t i o n a l   l o ss e s   C o n t r o l s   v o l t a g e / c u r r e n t   o v e r sh o o t   a n d   r i n g i n g   I n c r e a se d   t h e r mal   st r e s s  a n d   p o w e r   d i ss i p a t i o n   Lo w – M e d i u m   H i g h   H i g h - sp e e d   sw i t c h i n g   c o n v e r t e r s   B r i d g e   B a l a n c i n g   Te c h n i q u e s   M o d e r a t e – h i g h   C M   n o i se   r e d u c t i o n   M i n i m a l   d i r e c t   e f f i c i e n c y   i mp a c t   Ef f e c t i v e   c o mm o n - mo d e   n o i se   su p p r e ss i o n   i n   sy mm e t r i c a l   st r u c t u r e s   A l t e r s  g r o u n d   r e f e r e n c e ;   t o p o l o g y - d e p e n d e n t   i mp l e m e n t a t i o n   M e d i u m   M o d e r a t e   M u l t i l e v e l   i n v e r t e r s,    DC – A C   c o n v e r t e r s       4.   I M P AC T   O F   E M I   O N  P O WE R  CO NV E R T E R S   Un co n tr o lled   elec tr o m a g n etic   in ter f er en ce   in   p o wer   co n v e r ter s   ca n   s ig n if ican tly   d eg r ad e  s y s tem   p er f o r m an ce ,   c o m p r o m is e  f u n ctio n al  r eliab ilit y ,   a n d   p o s e  r is k s   to   s af ety - cr itical  o p er atio n s .   I n   h ig h - f r eq u e n cy   s witch in g   en v ir o n m en ts ,   E MI   m ay   co r r u p t sen s o r   s ig n als,  d is tu r b   co m m u n icatio n   lin k s ,   an d   tr ig g er   u n in ten d e d   o p er atio n   o f   p r o te ctio n   o r   co n tr o l  cir cu its .   T h ese  ef f ec ts   ar e  p ar ticu lar ly   cr itical  in   ap p licatio n s   s u ch   as  h ea lth ca r e,   ae r o s p ac e,   au to m o tiv e  s y s tem s ,   an d   r e n ewa b le  en er g y   i n s tallatio n s ,   wh er e  u n in ter r u p ted   an d   p r e d ictab le  o p e r atio n   is   m an d ato r y   [ 4 3 ] .   Fro m   an   au t o m atio n   an d   co n tr o l  p e r s p ec tiv e,   E MI   ca n   s ig n if ican tly   r ed u ce   co n tr o l - lo o p   ac cu r ac y   an d   d y n am ic  s tab ilit y .   Hig h - f r eq u e n cy   co n d u cte d   an d   r ad iated   n o is e  m ay   en te r   s en s in g   cir cu its   th r o u g h   cu r r en t  s h u n ts ,   Hall  s en s o r s ,   v o ltag e  d iv id er s ,   en co d e r   lin es,  an d   tem p er atu r e  m ea s u r em en t  in ter f ac es,   p r o d u cin g   b iased   o r   n o is y   f e ed b ac k   s ig n als.  As  a  r esu lt,  p r o p o r tio n al – i n teg r al  ( PI) ,   m o d el - p r e d ictiv e,   o r   v ec to r - co n tr o l  lo o p s   m ay   ex h i b it  o s cillatio n ,   in cr ea s ed   s ettlin g   tim e,   d eg r a d ed   d is tu r b an ce   r ejec tio n ,   o r   f alse   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E lectro ma g n etic  in terf eren ce   ch a llen g es a n d   mitig a tio n   s tr a teg ies in   …   ( A r s a la n   Mu h a mm a d   S o o ma r )   2439   p r o tectiv e  ac tio n s .   I n   g r id - co n n ec ted   c o n v er te r s ,   E MI - i n d u ce d   p er tu r b atio n s   in   v o l tag e  s en s in g   an d   s y n ch r o n izatio n   cir c u its   ca n   also   im p air   PLL   o p er atio n ,   c au s in g   p h ase  esti m atio n   er r o r s   an d   p o o r   cu r r en t - in jectio n   q u ality   [ 4 1 ] .   Me asu r em en t  s y s tem s   u s ed   f o r   in s tr u m e n tatio n   a n d   c o n d i tio n   m o n ito r in g   ar e  e q u ally   v u ln er ab le.   E MI   m ay   r ed u ce   s ig n al - to - n o is e  r atio   in   d ata  ac q u is itio n   s y s tem s ,   d is to r t  o s cillo s co p e  a n d   s en s o r   r ea d in g s ,   tr ig g er   s p u r i o u s   alar m s ,   o r   i n tr o d u ce   tim in g   jitt er s   in   d ig ital  co n tr o ller s   an d   in d u s tr ial  co m m u n icatio n   b u s es   s u ch   as C AN,   R S - 4 8 5 ,   Mo d b u s ,   an d   E th er n et - b ased   p r o to c o l s .   I n   s af ety - cr itical  au to m atio n   s y s tem s ,   r ep ea ted   E MI   ex p o s u r e  ca n   th e r ef o r e   lead   n o t  o n ly   to   E MC  n o n - co m p lian ce   b u t  also   to   d o wn tim e,   r e d u ce d   p r o d u ctiv ity ,   m ain ten an ce   b u r d en ,   an d   lo s s   o f   o p er atio n al  r e liab ilit y .   Fro m   a  co n v er te r - lev el  p er s p ec tiv e,   E MI   ca n   in cr ea s e  lo s s es,  in tr o d u ce   v o ltag e  an d   cu r r en t   d is to r tio n ,   an d   r ed u ce   o v er al l  p o wer   q u ality .   C o n d u cted   an d   r ad iate d   em is s io n s   m ay   p r o p a g ate  th r o u g h   in ter co n n ec ted   s y s tem s ,   ca u s in g   in ter f er en ce   with   n eig h b o r in g   eq u ip m en t  an d   lea d in g   to   ca s ca d in g   p er f o r m an ce   d eg r a d atio n .   I n   g r id - co n n ec ted   a n d   v eh icle - b ased   p o wer   elec tr o n ics,  s u c h   d is tu r b a n ce s   ca n   r esu lt  in   n o n - co m p lian ce   with   em is s io n   lim it s ,   r ed u ce d   s y s tem   life tim e,   an d   in cr ea s ed   f ilter in g   o r   s h ield in g   r eq u ir em e n ts   [ 3 8 ] ,   [ 4 4 ] .  At  th e  s y s tem   in teg r atio n   lev el,   E MI   d ir ec tly   in f lu e n ce s   d esig n   co n s tr ain ts   im p o s ed   b y   in ter n atio n al  E MC  s tan d ar d s   an d   r eg u lato r y   f r a m e wo r k s .   C o m p lian ce   with   th ese  s tan d ar d s   is   a   p r er eq u is ite  f o r   co m m er cial  d ep lo y m e n t  an d   d ir ec tly   af f e cts  co n v er ter   ar ch itectu r e,   c o m p o n e n t  s elec tio n ,   lay o u t  s tr ateg y ,   an d   co n tr o l   d e s ig n .   Failu r e  to   m ee t  em is s io n   o r   s u s ce p tib ilit y   r eq u i r em en ts   ca n   d elay   p r o d u ct   ce r tific atio n ,   in cr ea s e  d e v elo p m en t  co s ts ,   an d   lim it  s y s tem   s ca lab ilit y   [ 4 5 ] .  Fu r th er m o r e,   a s   p o wer   co n v er ter s   in cr ea s in g ly   em p lo y   wid e - b a n d g ap   s em ico n d u cto r   d e v ices  an d   o p er ate  at  h ig h er   s witch in g   f r eq u e n cies,  th e  s ev er ity   an d   b an d wid th   o f   E MI   co n tin u e  t o   ex p a n d .   T h is   tr en d   am p lifie s   th e  n ee d   f o r   E MI - awa r e  d esig n   p r ac tices  th at  ad d r ess   in ter f er en ce   at  th e   s o u r ce   an d   alo n g   p r o p a g atio n   p ath s ,   r ath er   t h a n   r ely in g   s o lely   o n   p o s t - d esig n   m itig atio n   m ea s u r es  [ 4 2 ] .   B ey o n d   e m is s io n s   co m p lian ce ,   E MI   ca n   i n f lu en ce   c o n v er te r   f u n ctio n ality   a n d   a p p licatio n - lev el  r eliab ilit y .   T o   illu s tr ate  th ese  b r o ad e r   co n s eq u en ce s ,   co n v er ter - lev el  an d   s ec to r - s p ec if ic  im p ac ts .   T h e  m er g ed   co m p ar is o n   f u r th e r   s h o ws  th at  h ig h - f r e q u en c y   s witch in g   co n v er ter s   ar e  p ar ticu lar ly   v u l n er ab le  b ec a u s e  f aster   tr an s itio n s   s im u ltan e o u s ly   im p r o v e  e f f icien cy   wh i le  b r o ad en in g   E MI   s p ec tr a  an d   s tr en g t h en in g   co u p lin g   p ath s .   I n   ap p licat io n - s p ec if ic  en v i r o n m e n ts   s u ch   as  h ea lth ca r e,   au to m o tiv e,   a n d   ae r o s p ac e  s y s tem s ,   th ese  d is tu r b an ce s   m ay   escalate   in to   s af ety - cr itical  f ailu r es.  T h er ef o r e,   m o d er n   co n v er ter   d esig n   m u s t  b alan ce   s witch in g - s p ee d   a d v an tag es  with   p r o ac tiv e   E MI - awa r e  ar ch itectu r e,   lay o u t o p tim izatio n ,   an d   r o b u s t c o n tr o l - s y s tem   d esig n .     4 . 1 .   E f f ec t s   o f   E M I   o n  co ntr o l st a bil it y   a nd   ins t rum ent a t io n a cc ura cy   E lectr o m ag n etic   in ter f er e n ce   ca n   s ig n if ican tly   d e g r ad e   th e   s tab ilit y   an d   d y n am ic   p er f o r m an ce   o f   clo s ed - lo o p   p o wer   c o n v e r ter   co n tr o l  s y s tem s .   I n   d ig itally   co n tr o lled   c o n v e r ter s ,   h ig h - f r eq u en cy   co m m o n - m o d e  an d   d if f er en tial - m o d e  n o is e  m ay   co u p le  in to   v o ltag e   an d   cu r r en t  s en s in g   ci r cu its ,   th er eb y   c o r r u p tin g   f ee d b ac k   s ig n als  u s ed   b y   p r o p o r tio n al – in teg r al  ( PI) ,   p r o p o r ti o n al – r eso n a n t  ( PR ) ,   m o d el - p r ed ictiv e,   o r   v ec to r - co n tr o l  alg o r ith m s .   Dis to r ted   f ee d b ac k   s ig n als  m ay   lead   t o   in co r r ec t  d u ty - r atio   co m m a n d s ,   in cr ea s ed   s tead y - s tate  er r o r ,   s lo wer   tr an s ien t  r esp o n s e,   o r   lim it - cy cle  o s cillatio n   [ 4 6 ] .   C u r r en t - co n tr o l  lo o p s   ar e  p ar ticu lar l y   s en s itiv e  to   E MI   b ec au s e  e v en   s m all  s en s in g   d is tu r b an ce s   ca n   alter   in s tan tan eo u s   cu r r e n t  r eg u latio n .   I n   m o to r   d r iv es  an d   g r id - co n n ec ted   in v er ter s ,   th is   m ay   in cr ea s e  h ar m o n ic  d is to r tio n ,   t o r q u e  r ip p le,   r ea ctiv e  p o wer   er r o r ,   o r   cu r r en t  o v er s h o o t.  L ik ewise,   E MI   af f ec tin g   o u t er   v o ltag e - c o n tr o l  lo o p s   m ay   p r o d u ce   p o o r   lo a d   r eg u latio n   o r   DC   lin k   in s tab ilit y   u n d e r   d y n am ic  o p er atin g   c o n d itio n s   [ 4 7 ] .   Sy n ch r o n izatio n   s u b s y s tem s   s u ch   as  PLL s   ar e  also   v u ln er a b le  to   E MI .   N o is e  in jecte d   in to   v o ltag e   m ea s u r em en t  c h an n els  ca n   in tr o d u ce   p h ase - an g le  jitt er ,   f r e q u en c y   esti m atio n   e r r o r s ,   a n d   d elay ed   s y n ch r o n izatio n   r esp o n s e.   I n   g r id - tied   co n v er ter s ,   th ese  d is tu r b an ce s   m ay   r e d u ce   p o wer   q u ality   an d   wea k e n   co m p lian ce   with   g r id - co d e  r e q u ir em en ts   [ 4 8 ] .   I n s tr u m en tati o n   cir cu its   u s ed   f o r   m o n ito r in g   an d   p r o tectio n   ar e   s im ilar ly   af f ec ted .   E MI   ca n   r ed u ce   th e  s ig n al - to - n o is e  r at io   o f   ADCs ,   d is to r t  tem p e r atu r e  o r   Hall - s en s o r   r ea d in g s ,   co r r u p t  en co d er   p u l s es,  an d   tr ig g er   f alse  alar m s   in   s u p er v is o r y   s y s tem s .   I n   in d u s tr ial  au to m atio n   en v ir o n m en ts ,   r ep ea ted   m e asu r em en t  co r r u p tio n   m a y   lead   to   in ac cu r ate  d iag n o s tics ,   u n n ec ess ar y   m ain ten an ce   ac tio n s ,   o r   d e g r a d ed   p r o ce s s   r eliab ilit y   [ 4 9 ] .   T o   im p r o v e   im m u n ity ,   p r ac tical  d esig n s   s h o u ld   co m b i n e  s h ield ed   s en s in g   p ath s ,   d if f er en tial  m ea s u r em en t  i n ter f ac es,  a n alo g   f r o n t - e n d   f ilter in g ,   s y n ch r o n ized   s am p lin g ,   d ig ita l  f ilter in g ,   r o b u s t  g r o u n d in g ,   an d   E MI - awa r e  c o n tr o ller   t u n in g .   T h ese  m ea s u r es  ar e  in cr ea s in g l y   n ec ess ar y   in   h ig h - s p ee d   SiC   an d   GaN   co n v er ter   p latf o r m s   wh er e  f aster   s witch in g   ed g es i n ten s if y   n o is e  co u p lin g   m ec h a n is m s   [ 5 0 ] .       5.   E M I   M I T I G AT I O N  T E CH NIQU E S IN P O W E R  CO N VE R T E R S   E lectr o m ag n etic  in ter f er en ce   in   p o wer   co n v er ter s   ca n   b e  m it ig ated   th r o u g h   a  co m b in atio n   o f   s o u r ce - lev el  s u p p r ess io n ,   co n tr o l  o f   p r o p ag atio n   p ath s ,   an d   s y s tem - lev el  d esig n   o p tim izati o n .   E f f ec tiv e  E MI   m itig atio n   r eq u ir es  ad d r ess in g   b o th   DM   an d   C M  d is tu r b an ce s   u s in g   tech n iq u es  th at  b alan ce   atten u atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   16 ,   No .   5 ,   Octo b e r   20 26 :   2 4 3 1 - 2 4 5 3   2440   p er f o r m an ce ,   s y s tem   co m p lex ity ,   ef f icien cy ,   an d   co s t.  Mo d e r n   m itig atio n   s tr ateg ies ex ten d   b ey o n d   tr ad itio n al   f ilter in g   ap p r o ac h es  to   in clu d e  m o d u latio n   tech n iq u es,  cir cu it  to p o lo g y   o p tim izatio n ,   p ac k ag in g   im p r o v em e n ts ,   an d   lay o u t - aw ar e  d esig n   m eth o d o lo g ies  [ 5 1 ] ,   [ 5 2 ] .   Fig u r e  5   illu s tr ates  a  r e p r esen tativ e  an alo g   E MI   f ilter   to p o l o g y   c o m m o n l y   em p lo y ed   to   s u p p r ess   co n d u cted   em is s io n s   [ 5 3 ] ,   [ 5 4 ] .       L L I S N C L I S N R L I S N L I S N P o w e r   C o n v e r t e r A C   I n p u t L C M L C M R 2 R 1 C I N C M   C h o k e A m p l i f i e r S e n s i n g     Fig u r e  5 .  Sch em atic  d iag r am   o f   an   a n alo g   E M I   f ilter       5 . 1 .   So urce - lev el  E M I   s u pp re s s io n   So u r ce - lev el  E MI   s u p p r ess io n   tech n iq u es  r ed u ce   elec tr o m ag n etic  in ter f er e n ce   d ir ec tly   a t  th e  p o in t  o f   g en e r atio n   b y   co n tr o llin g   s witch in g   tr an s ien ts ,   v o ltag e  s lew  r ates,  an d   cu r r en t  c o m m u tatio n   b eh a v io r .   T h ese  m eth o d s   p r im ar ily   tar g et  h ig h   d v /d t  a n d   d i/d t  tr an s it io n s   p r o d u ce d   b y   f ast - s witch in g   s em ico n d u cto r   d ev ices,  th er eb y   lim itin g   th e   f o r m atio n   o f   c o n d u cted   a n d   r ad iated   em is s io n s   b ef o r e   th ey   p r o p ag ate  th r o u g h   th e  s y s tem .   I n   m o d er n   GaN   an d   SiC - b ased   co n v er ter s ,   s o u r ce - lev el  s u p p r ess io n   h as  b e co m e  in cr ea s in g ly   im p o r tan t   b ec au s e  u ltra - f ast   s witch in g   ed g es  s ig n if ican t ly   in ten s if y   E MI   g en er atio n   m ec h an is m s .   T h e  p r in cip al  s o u r ce - lev el  s u p p r es s io n   ap p r o ac h es  d is cu s s ed   in   t h is   r ev iew  in clu d e   s o f t - s witch in g   tech n i q u es  an d   s n u b b er /clam p - b ased   tr an s ien t   s u p p r ess io n   m eth o d s   [ 5 5 ] ,   [ 5 6 ] .     5 . 1 . 1 .   So f t - s wit ching   t ec hn iqu es   So f t - s witch in g   tech n iq u es  r e d u ce   E MI   b y   m in im izin g   d v /d t   an d   d i/d t  d u r in g   s witch in g   tr an s itio n s .   B y   ac h iev in g   ze r o - v o ltag e   s witch in g   ( Z VS)   o r   z er o - c u r r en t  s witch in g   ( Z C S),   s witch i n g   lo s s es  an d   h ig h - f r eq u e n cy   n o is e  g en er atio n   ar e  s ig n if ican tly   r ed u ce d   co m p ar ed   to   h ar d - s witch in g   o p er at io n   [ 3 5 ] ,   [ 5 7 ] – [ 5 9 ] .  Ho wev er ,   s o f t - s witch in g   d o e s   n o t  u n iv e r s ally   g u ar a n tee  E MI   r ed u ctio n .   T h e  in tr o d u ctio n   o f   a u x iliar y   r eso n an t  co m p o n e n ts   m ay   c r ea te  ad d itio n al  o s cillato r y   m o d es,  p ar ticu lar l y   at  h i g h   f r e q u en cies,  an d   E MI   s u p p r ess io n   ef f ec tiv e n ess   s tr o n g ly   d e p en d s   o n   to p o lo g y ,   o p er atin g   m o d e,   an d   p ar a m eter   s en s itiv ity   [ 6 0 ] .     5 . 1 . 2 .   Sn ub ber  a nd   cla m p c i rc uits   Sn u b b er   cir c u its   lim it  v o ltag e  an d   cu r r en t  tr an s ien ts   b y   d am p in g   s witch in g - in d u ce d   o s cillatio n s .   W h ile  ef f ec tiv e  in   co n tr o llin g   d v /d t  an d   d i/d t,   co n v en tio n al  s n u b b er s   in tr o d u ce   a d d itio n al  lo s s es  an d   th er m al   s tr ess ,   p ar ticu lar ly   in   h ig h - p o wer   s y s tem s .   Ad v an ce d   l o s s less   an d   en e r g y - r eg e n er ativ e  s n u b b er   co n f ig u r atio n s   h av e  b ee n   p r o p o s ed   to   m itig ate  th ese  d r awb ac k s ,   alth o u g h   th ey   in cr ea s e  cir cu it  co m p l ex ity   an d   p ar asit ic   in ter ac tio n s   [ 6 1 ] ,   [ 6 2 ] .     5 . 2 .   Co ntr o l - ba s ed  E M I   m it ig a t i o n   C o n tr o l - b ased   E MI   m itig atio n   tech n iq u es  s u p p r ess   elec tr o m ag n etic  in ter f er en ce   b y   m o d if y in g   co n v er ter   s witch in g   b eh a v io r ,   s p ec tr al  d is tr ib u tio n ,   a n d   c u r r en t - s h ar in g   d y n am ics  th r o u g h   ad v a n ce d   co n tr o l   s tr ateg ies.  Un lik e  p ass iv e  s u p p r ess io n   a p p r o ac h es,  th es e  m eth o d s   r ed u ce   E MI   with o u t  s ig n if ica n tly   in cr ea s in g   co n v e r ter   s ize  o r   m ag n etic  co m p o n en t  v o lu m e.   I n   h ig h - f r eq u en cy   p o wer   co n v er ter s ,   p ar ticu lar l y   th o s e  em p lo y in g   GaN   an d   SiC   d ev ices,  co n tr o l - o r ien ted   m itig atio n   h as  b ec o m e  in cr ea s in g ly   im p o r tan t   b ec au s e  s witch in g   p atter n s   d ir ec tly   in f lu en ce   E MI   s p ec tr u m   ch ar ac ter is tics ,   h ar m o n ic  d is tr ib u tio n ,   an d   co m m o n - m o d e  n o is e  b eh a v io r .   T h e  p r i n cip al  co n tr o l - b ased   m itig atio n   ap p r o ac h es  d is cu s s ed   in   th is   r ev iew  in clu d e  m o d u latio n   o p tim izatio n   tech n i q u es  an d   in ter l ea v in g - b ased   cu r r en t - r i p p le  r ed u ctio n   m eth o d s     [ 6 3 ] – [ 6 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.