電源技巧:如何避免EMI性能出現問題?
發布時間:2018-12-29 責任編輯:xueqi
【導讀】從開關節點到輸入引線的少量寄生電容(100毫微微法拉)會讓您無法滿足電磁幹擾(EMI)需求。那100fF電容器是什麼樣子的呢?這種電容器不多。即使有,它們也會因寄生問題而提供寬泛的容差。
不過,在您的電源中很容易找到作為寄生元件的100fF電容器。隻有處理好它們才能獲得符合EMI標準的電源。
圖1是這些非計劃中電容的一個實例。圖中的右側是一個垂直安裝的FET,所帶的開關節點與鉗位電路延伸至了圖片的頂部。輸入連接從左側進入,到達距漏極連接1cm以內的位置。這就是故障點,在這裏FET的開關電壓波形可以繞過EMI濾波器耦合至輸入。

圖1:開關節點與輸入連接臨近,會降低EMI性能
注(zhu)意(yi),漏(lou)極(ji)連(lian)接(jie)與(yu)輸(shu)入(ru)引(yin)線(xian)之(zhi)間(jian)有(you)一(yi)些(xie)由(you)輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)器(qi)提(ti)供(gong)的(de)屏(ping)蔽(bi)。該(gai)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)外(wai)殼(ke)連(lian)接(jie)至(zhi)主(zhu)接(jie)地(di),可(ke)為(wei)共(gong)模(mo)電(dian)流(liu)提(ti)供(gong)返(fan)回(hui)主(zhu)接(jie)地(di)的(de)路(lu)徑(jing)。如(ru)圖(tu)2所示,這個微小的電容會導致電源EMI簽名超出規範要求。

圖2: 寄生漏極電容導致超出規範要求的EMI性能
這是一條令人關注的曲線,因為它反映出了幾個問題:明顯超出了規範要求的較低頻率輻射、共模問題通常很明顯的1MHz至2MHz組件,以及較高頻率組件的衰減正弦(x)/x分布。
需要采取措施讓輻射不超出規範。我們利用通用電容公式將其降低了:
C = ε˙A/d
我們無法改變電容率(ε),而且麵積(A)也已經是最小的了。不過,我們可以改變間距(d)。如圖3所示,我們將組件與輸入的距離延長了3倍。最後,我們采用較大接地層增加了屏蔽。

圖3:這個修改後的布局不僅可增加間距,而且還可帶來屏蔽性能
圖4是修改後的效果圖。我們在故障點位置為EMI規範獲得了大約6dB的裕量。此外,我們還顯著減少了總體EMIqianming。suoyouzhexiegaishandoujinjinshiyinweibujudetiaozheng,bingweigaibiandianlu。ruguonindedianlujuyougaodianyakaiguanbingshiyonglepingbijuli,ninxuyaofeichangxiaoxindiduiqijinxingkongzhi。

圖4:EMI性能通過屏蔽及增加的間距得到了改善
總之,來自離線開關電源開關節點的100fF電容會導致超出規範要求的EMI簽(qian)名(ming)。這(zhe)種(zhong)電(dian)容(rong)量(liang)隻(zhi)需(xu)寄(ji)生(sheng)元(yuan)件(jian)便(bian)可(ke)輕(qing)鬆(song)實(shi)現(xian),例(li)如(ru)對(dui)漏(lou)極(ji)連(lian)接(jie)進(jin)行(xing)路(lu)由(you),使(shi)其(qi)靠(kao)近(jin)輸(shu)入(ru)引(yin)線(xian)。通(tong)常(chang)可(ke)通(tong)過(guo)改(gai)善(shan)間(jian)距(ju)或(huo)屏(ping)蔽(bi)來(lai)解(jie)決(jue)該(gai)問(wen)題(ti)。要(yao)想(xiang)獲(huo)得(de)更(geng)大(da)衰(shuai)減(jian),需(xu)要(yao)增(zeng)加(jia)濾(lv)波(bo)或(huo)減(jian)緩(huan)電(dian)路(lu)波(bo)形(xing)。
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