寄生電容耦合到電源:如何避免傳導EMI問題
發布時間:2016-08-25 責任編輯:susan
【導讀】電磁幹擾EMI中(zhong)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)產(chan)生(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)是(shi)通(tong)過(guo)導(dao)線(xian)或(huo)公(gong)共(gong)電(dian)源(yuan)線(xian)進(jin)行(xing)傳(chuan)輸(shu),互(hu)相(xiang)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)稱(cheng)為(wei)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)。傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)給(gei)不(bu)少(shao)電(dian)子(zi)工(gong)程(cheng)師(shi)帶(dai)來(lai)困(kun)惑(huo),如(ru)何(he)解(jie)決(jue)傳(chuan)導(dao)幹(gan)擾(rao)?這(zhe)裏(li),我(wo)們(men)先(xian)著(zhe)重(zhong)討(tao)論(lun)當(dang)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)直(zhi)接(jie)耦(ou)合(he)到(dao)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)電(dian)線(xian)時(shi)會(hui)發(fa)生(sheng)的(de)情(qing)況(kuang)。
1.隻需幾fF的雜散電容就會導致EMI掃描失敗。從本質上講,開關電源具有提供高 dV/dt 的節點。寄生電容與高 dV/dt 的混合會產生 EMI 問題。在寄生電容的另一端連接至電源輸入端時,會有少量電流直接泵送至電源線。
2.查(zha)看(kan)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)。我(wo)們(men)都(dou)記(ji)得(de)物(wu)理(li)課(ke)上(shang)講(jiang)過(guo),兩(liang)個(ge)導(dao)體(ti)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)容(rong)與(yu)導(dao)體(ti)表(biao)麵(mian)積(ji)成(cheng)正(zheng)比(bi),與(yu)二(er)者(zhe)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)成(cheng)反(fan)比(bi)。查(zha)看(kan)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)每(mei)個(ge)節(jie)點(dian),並(bing)特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)具(ju)有(you)高(gao) dV/dt 的節點。想想電路布局中該節點的表麵積是多少,節點距離電路板輸入線路有多遠。開關 MOSFET 的漏極和緩衝電路是常見的罪魁禍首。
3.減小表麵麵積有技巧。試著盡量使用表麵貼裝封裝。采用直立式 TO-220 封裝的 FET 具有極大的漏極選項卡 (drain tab) 表麵麵積,可惜的是它通常碰巧是具有最高 dV/dt 的節點。嚐試使用表麵貼裝 DPAK 或 D2PAK FET 取代。在 DPAK 選項卡下麵的低層 PCB 上安放一個初級接地麵板,就可良好遮蔽 FET 的底部,從而可顯著減少寄生電容。
有時候表麵麵積需要用於散熱。如果您必須使用帶散熱片的 TO-220 類 FET,嚐試將散熱片連接至初級接地(而不是大地接地)。這樣不僅有助於遮蔽 FET,而且還有助於減少雜散電容。
4.讓開關節點與輸入連接之間拉開距離。見圖 1 中的設計實例,其中我忽視了這個簡單原則。

圖1.讓輸入布線與具有高 dV/dt 的節點靠得太近會增加傳導 EMI。
我通過簡單調整電路板(無電路變化),將噪聲降低了大約 6dB。見圖 2 和圖 3 的測量結果。在有些情況下,接近高 dV/dt 進行輸入線路布線甚至還可擊壞共模線圈 (CMC)。

圖2.從電路板布局進行 EMI 掃描,其中 AC 輸入與開關電路距離較近

圖3.從電路板布局進行 EMI 掃描,其中 AC 輸入與開關電路之間距離較大
你是否有過在顯著加強輸入濾波器後 EMI 改善效果很小甚至沒有改善的這種遭遇?這很有可能是因為有一些來自某個高 dV/dt 節點的雜散電容直接耦合到輸入線路,有效繞過了你的 CMC。為了檢測這種情況,可臨時短路 PCB 上 CMC 的繞組,並將一個二級 CMC 與電路板的輸入電線串聯。如果有明顯改善,你需要重新布局電路板,並格外注意輸入連接的布局與布線。
現在,我們來看看共模 EMI 問題的最常見來源:電源變壓器。
該問題由一次繞組和二次繞組間的寄生電容以及一次繞組的高 dV/dt 引yin起qi。這zhe個ge繞rao組zu間jian的de電dian容rong可ke起qi到dao充chong電dian泵beng的de作zuo用yong,導dao致zhi雜za散san電dian流liu流liu到dao通tong常chang連lian接jie至zhi接jie地di的de二er次ci側ce。這zhe裏li有you四si個ge可ke最zui大da限xian度du減jian少shao該gai問wen題ti的de常chang見jian技ji巧qiao。
1.進行一次繞組,使最高dV/dt出現在外層上。電壓電勢會隨每個匝數變化。例如在反激拓撲中,最大的電壓擺幅出現在連接 FET 漏極的一端(見圖 1)。讓“靜音”層臨近最近的二次層,可最大限度地降低在整個繞組間電容上出現的 dV/dt。采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu),應(ying)該(gai)明(ming)確(que)外(wai)部(bu)繞(rao)組(zu)可(ke)能(neng)已(yi)成(cheng)了(le)有(you)問(wen)題(ti)的(de)噪(zao)聲(sheng)源(yuan),其(qi)可(ke)能(neng)會(hui)耦(ou)合(he)至(zhi)變(bian)壓(ya)器(qi)附(fu)近(jin)的(de)其(qi)它(ta)目(mu)標(biao)。外(wai)部(bu)繞(rao)組(zu)周(zhou)圍(wei)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)屏(ping)蔽(bi)繞(rao)組(zu)。
2.zaiyiciraozuheerciraozuzhijianshiyongyigepingbiraozu。charuyigeyiduanlianjiezhishuruhuoshurufanhuiduandedancengraozu,keshizasandianliulikaierciraozubingfanhuizhiyuantou。zhezhongjishudedaijiashilveweizengjialebianyaqideshejifuzaxing,bingzengjialeloudiangan。
3.在一次接地到二次接地之間使用一個“Y電容器”。gaidianrongqikeweizasandianliutigongyigehuidaoyicijiedidejiaodizukanglujing。dianyuanzhongdezhetiaobendilujingkefangzhizhexiedianliuzhaodaolingwaiyitiaotongguojiedihuidaoyuantoudelujing。danshi,duiyunengshiyongduodadedianrong,zheliyouyidinganquanxianzhi。
4.添加一個共模線圈。有時候所提到的其它技術不足以將 EMI jiangdidaosuoxushuipingzhixia。tianjiayigegongmoxianquan,bujinkezengjiagongmozukang,erqiehaiduijiangdichuandaozaoshengfeichangyouxiao。danzheyanghuichanshengfujiazujianchengben。zaixuanzegongmoxianquanshi,yaozhuyijianzhaxiangduiyupinlvdezukangquxian。zaimouzhongqingkuangxia,suoyouxianquandouhuiyinqizishenderaozujiandianrongwentierzhuanbianchengdianrongxing。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 貿澤EIT係列新一期,探索AI如何重塑日常科技與用戶體驗
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 創新不止,創芯不已:第六屆ICDIA創芯展8月南京盛大啟幕!
- AI時代,為什麼存儲基礎設施的可靠性決定數據中心的經濟效益
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻



