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。為了盡可能的減小電磁干擾,設(shè)計(jì)人員通常會(huì)在設(shè)計(jì)原理圖和繪制布局時(shí),通過降低高di / dt的環(huán)路面積以及開關(guān)轉(zhuǎn)換速率來減小噪聲源。
但是,有時(shí)無論布局和原理圖的設(shè)計(jì)多么謹(jǐn)慎,仍然無法將傳導(dǎo)EMI降低到所需的水平。這是因?yàn)樵肼暡粌H取決于電路寄生參數(shù),還與電流強(qiáng)度有關(guān)。另外,開關(guān)打開和關(guān)閉的動(dòng)作會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)的電流,這些不連續(xù)電流會(huì)在輸入電容上產(chǎn)生電壓紋波,從而增加EMI。
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。
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)芯片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)?/span>DM濾波器對(duì)于高頻段CM噪聲的濾除能力有限。