一直以來，設(shè)計(jì)中的電磁干擾（EMI）問題十分令人頭疼，尤其是在汽車領(lǐng)域。因此，有必要采用一些其他方法來提高傳導(dǎo)EMI的性能。本文主要討論的是引入輸入濾波器來濾除噪聲，或增加屏蔽罩來鎖住噪聲。經(jīng)過驗(yàn)證，綜合來說，增加EMI濾波器或者屏蔽罩都能有效的改善EMI性能。但是與此同時(shí)，濾波器的布局布線以及屏蔽罩的擺放位置需要仔細(xì)斟酌。

圖1 EMI濾波器示意簡(jiǎn)圖

圖1是一個(gè)簡(jiǎn)化的EMI濾波器，包括共模（CM）濾波器和差模（DM）濾波器。 通常，DM濾波器主要用于濾除小于30MHz的噪聲（DM噪聲），CM濾波器主要用于濾除30MHz至100MHz的噪聲（CM噪聲）。 但其實(shí)這兩個(gè)濾波器對(duì)于整個(gè)頻段的EMI噪聲都有一定的抑制作用。

圖2顯示了一個(gè)不帶濾波器的輸入引線噪聲，包括正向噪聲和負(fù)向噪聲，并標(biāo)注了這些噪聲的峰值水平和平均水平。 其中，該被測(cè)系統(tǒng)主要采用芯片LMR14050SSQDDARQ1輸出5V/5A，并給后續(xù)芯TPS65263QRHBRQ1供電，同時(shí)輸出1.5V/3A，3.3V/2A以及1.8V/2A。 這兩個(gè)芯片都工作在2.2MHz的開關(guān)頻率下。 另外，圖中顯示的傳導(dǎo)EMI標(biāo)準(zhǔn)是CISPR25 Class 5（C5）。有關(guān)該系統(tǒng)的更多信息，請(qǐng)查閱應(yīng)用筆記SNVA810。

圖2 C5標(biāo)準(zhǔn)下的噪聲特性（無(wú)濾波器）

圖3顯示了增加一個(gè)DM濾波器后的EMI結(jié)果。 從圖中可以看出，DM濾波器衰減了中頻段DM噪聲（2MHz至30MHz）近35dBμV/ m。此外高頻段噪聲（30MHz至100MHz）也有所降低，但仍超過限制水平。這主要是因?yàn)镈M濾波器對(duì)于高頻段CM噪聲的濾除能力有限。

圖3 C5標(biāo)準(zhǔn)下的噪聲特性（帶DM濾波器）

圖4顯示了增加CM和DM濾波器后的噪聲特性。 與圖3相比，CM濾波器的增加降低了近20dBμV/ m的CM噪聲。 并且EMI性能也通過了CISPR25 C5標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 C5標(biāo)準(zhǔn)下的噪聲特性（帶CM和DM濾波器）

圖5顯示了不同布局下帶CM和DM濾波器的噪聲特性，其中濾波器與圖4相同。但與圖4相比，整個(gè)頻段的噪聲增加了大約10dBμV/ m，高頻噪聲甚至還超出CISPR25 C5標(biāo)準(zhǔn)的平均值。

圖5 C5標(biāo)準(zhǔn)下的噪聲特性（帶CM和DM濾波器，不同布局）

圖4和圖5之間噪聲結(jié)果的不同主要是由于PCB布線差異所致，如圖6所示。圖5的布線中（圖6的右側(cè)），大面積覆銅（GND）包圍著DM濾波器，并和Vin走線形成了一些寄生電容。 這些寄生電容為高頻信號(hào)旁路濾波器提供了有效的低阻抗路徑。 因此，為了最大限度地提高濾波器的性能，需要移除濾波器周圍所有的覆銅，如圖6左側(cè)的布線。