本章將示范在Buck轉(zhuǎn)換器的EMI設(shè)計(jì)中的不同方法所導(dǎo)致的影響。示范所使用的IC是RT7297CHZSP,一款800kHz工作頻率、3A輸出能力的電流模式Buck轉(zhuǎn)換器,采用PSOP-8封裝。測(cè)試中的電路工作在12V輸入下,輸出為3.3V/3A,測(cè)試所用電路顯示在圖1中。
圖1
測(cè)試所用的板子有兩個(gè)版本,一個(gè)具有完整的地銅箔層,一個(gè)沒(méi)有。板上設(shè)置了多種可選配置,如LC輸入濾波器,不同的輸入電容放置位置,可選的Rboot、RC緩沖電路和輸出端LC濾波器。具有這些不同選項(xiàng)的PCB設(shè)計(jì)顯示在圖2中。
圖2:EMI測(cè)試板
當(dāng)被測(cè)試對(duì)象被放在實(shí)驗(yàn)桌上時(shí),其PCB上的電流回路和導(dǎo)線(xiàn)就會(huì)向周?chē)h(huán)境輻射出高頻能量,這些輻射信號(hào)又會(huì)自己找到路徑返回到測(cè)試對(duì)象上,并以高頻共模電流的形式出現(xiàn)在供電線(xiàn)上。這些供電線(xiàn)上的高頻共模電流會(huì)和板上的電流結(jié)合在一起,可被用著輻射狀況的指示信號(hào)。
圖:輻射場(chǎng)形成的共模電流
轉(zhuǎn)換器的電源輸入來(lái)自于三只串聯(lián)的鋰離子電池,電壓大約為12V,這就使它們和實(shí)驗(yàn)室里的其他設(shè)備沒(méi)有了直接聯(lián)系。一只電解電容跨接在電池的引線(xiàn)上,這可消除電池電感可能導(dǎo)致的諧振問(wèn)題。
轉(zhuǎn)換器的負(fù)載是一只并聯(lián)了10μF MLCC電容的1Ω電阻,這可為之提供3A的負(fù)載,同時(shí)對(duì)高頻信號(hào)的阻抗又是極低的。
輸入線(xiàn)靠電池一側(cè)的接地端通過(guò)一只100?的電阻和實(shí)驗(yàn)臺(tái)的地連接在一起,這就給整個(gè)電路提供了一個(gè)參考地,其阻抗很像EMC測(cè)試中的LISN網(wǎng)絡(luò)。
自制的EMI電流測(cè)試工具(見(jiàn)第8章)可被安置在電源輸入線(xiàn)和輸出線(xiàn)上。在本文中,我們是用示波器來(lái)觀看測(cè)量到的高頻電流信號(hào),它能顯示出轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)切換期間的高頻小信號(hào)。對(duì)于這種重復(fù)出現(xiàn)的開(kāi)關(guān)切換信號(hào)而言,使用示波器的FFT功能進(jìn)行計(jì)算并看到測(cè)量電流中的各種頻率成分是可能的。這種方法雖然不如頻譜分析儀那么精確,但仍然不失為一種非常實(shí)用的工具,可在簡(jiǎn)單電路的分析中提供判斷依據(jù)。
輸入電容的放置?
實(shí)驗(yàn)1 :將CIN放置在遠(yuǎn)離IC的地方。
圖5中的PCB布局呈現(xiàn)了一種很差的輸入電容放置方法,這將在切換回路中引入很大的寄生電感。(此布局中還有額外的間隙以增加回路的面積。)
圖
我們首先通過(guò)測(cè)量輸入線(xiàn)上的共模電流來(lái)對(duì)輻射噪聲做一次常規(guī)的檢查。
圖:測(cè)量輸入線(xiàn)上的共模電流
從圖6右側(cè)顯示的波形可以看到,共模電流是出奇地大,而且在很寬的整個(gè)頻段上都可看到。
我們可以用環(huán)形天線(xiàn)在PCB上方搜索輻射場(chǎng)以發(fā)現(xiàn)共模電流的源頭所在。當(dāng)環(huán)形天線(xiàn)移動(dòng)到輸入環(huán)路的上方時(shí),示波器在低頻至高達(dá)200MHz的頻段上顯示出巨大的輻射噪聲,參見(jiàn)圖7。
我們也同時(shí)看到開(kāi)關(guān)切換波形上出現(xiàn)很高的過(guò)沖和振鈴信號(hào),這些信號(hào)實(shí)際上已經(jīng)超過(guò)了IC的耐壓規(guī)格。這些狀況說(shuō)明錯(cuò)誤的輸入電容放置位置可以導(dǎo)致很高的輻射和巨大的振鈴信號(hào)。
圖:在單面PCB上測(cè)量大型CIN回路造成的輻射
假如將同樣的測(cè)試在背面為地線(xiàn)層的板子上進(jìn)行,我們將看到這種擁有地線(xiàn)層的大型CIN回路帶來(lái)的輻射要遠(yuǎn)低于單面板上的結(jié)果,開(kāi)關(guān)切換所帶來(lái)的振鈴信號(hào)也要低一些。參見(jiàn)圖8。
圖:在有地線(xiàn)層的雙面PCB上測(cè)量大型CIN回路造成的輻射
大回路上的電流形成的高頻磁場(chǎng)會(huì)在地線(xiàn)層里生成渦旋電流,由渦旋電流所形成的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向是相反的,從而可以抵消一部分原磁場(chǎng)。地線(xiàn)層離回路越近,抵消的效果就越好。
實(shí)驗(yàn)2 :將CIN靠近IC放置
我們繼續(xù)使用單面PCB,并將CIN放置到靠近IC的地方,這樣就形成了比較小的CIN回路。參見(jiàn)圖。
圖:更好的放置CIN的方法
開(kāi)關(guān)切換過(guò)程中的過(guò)沖和振鈴信號(hào)的幅度都降低了大約50%,輻射的強(qiáng)度下降了大約10dB,頻帶寬度擴(kuò)展到了300MHz。
圖
上述實(shí)驗(yàn)最重要的結(jié)論是確認(rèn)了更好地放置CIN可以改善開(kāi)關(guān)切換波形上的過(guò)沖和振鈴信號(hào)的幅度,還能降低高頻輻射。
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在RT7297CHZSP中,芯片底部的散熱焊盤(pán)是沒(méi)有和晶圓內(nèi)核連接在一起的,所以在PCB布局中將銅箔和散熱焊盤(pán)連接在一起并不能縮短CIN回路。它的上橋MOSFET和下橋MOSFET通過(guò)多根邦定線(xiàn)連接到VIN和GND端子,因而可以通過(guò)這兩個(gè)端子形成最短的回路。 | ? |
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實(shí)驗(yàn)3 :直接在IC的VIN端子和GND端子之間增加額外的10nF小電容
圖顯示出了電容的放置方法,現(xiàn)在的CIN回路就通過(guò)IC的引腳、內(nèi)部的邦定線(xiàn)和0603規(guī)格的電容形成了。
圖?
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,開(kāi)關(guān)切換波形上的過(guò)沖實(shí)際上已經(jīng)消失了,但還存在低頻的振鈴信號(hào)。
為了看清信號(hào),測(cè)試天線(xiàn)也不得不再靠近PCB一些,其結(jié)果顯示高頻噪聲已經(jīng)消失,但在大約25MHz的地方出現(xiàn)了一個(gè)大的低頻尖峰。
圖:在IC的GND和VIN之間增加一只0603 10nF電容
這種低頻諧振常因不同諧振回路中的兩只電容因并聯(lián)而發(fā)生諧振所導(dǎo)致,這種問(wèn)題常常發(fā)生在EMI問(wèn)題解決過(guò)程中,其回路和諧振都需要被定位才能排除。在此案例中,諧振發(fā)生在10nF電容和4nH的寄生電感上(大約3mm的導(dǎo)體長(zhǎng)度),它們形成了大約25MHz的諧振信號(hào)。此諧振回路由0603電容、IC引腳、邦定線(xiàn)和PCB銅箔路徑構(gòu)成,其長(zhǎng)度大約為3mm。
解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是在10nF小電容的旁邊并聯(lián)一個(gè)具有稍高ESR的22μF 1206電容。
采用經(jīng)過(guò)優(yōu)化了的CIN放置方法的PCB布局設(shè)計(jì)如下圖13所示。
圖?
采用了上述的方案以后,單面板上的開(kāi)關(guān)切換波形上的過(guò)沖已經(jīng)完全消失,經(jīng)環(huán)形天線(xiàn)檢測(cè)到的輻射噪聲也很低,它在經(jīng)過(guò)FFT運(yùn)算后得到的波形幾乎都在本底噪聲水平上。
圖:使用最短化CIN回路的最后方案
假如我們?cè)谶@個(gè)時(shí)候再用高頻電流探頭對(duì)輸入線(xiàn)上的共模電流進(jìn)行測(cè)量,我們將可看到共模噪聲已經(jīng)下降很多。與第一次測(cè)量的結(jié)果相比,某些頻率上的差異多于30dB,說(shuō)明整個(gè)板子的輻射水平已經(jīng)很低了。
圖:最終方案的共模信號(hào)測(cè)量結(jié)果
在電源輸入線(xiàn)上濾波?
電源輸入線(xiàn)上的高頻電流由差模電流和共模電流構(gòu)成。對(duì)于共模電流,可以在PCB布局設(shè)計(jì)時(shí)將具有高電流變化率dI/dt的電流環(huán)最小化予以消減。而差模電流則有不同的來(lái)源,我們可以如圖16那樣將正、負(fù)兩條線(xiàn)以不同方向穿過(guò)自制的電流探頭的磁芯來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
圖:差模電流的測(cè)量
我們要測(cè)量的差模電流是由Buck轉(zhuǎn)換器的脈沖狀輸入電流在經(jīng)過(guò)輸入電容的時(shí)候由其ESR和PCB布局形成的ESL(假如存在的話(huà))所導(dǎo)致的電壓下沉出現(xiàn)在輸入電容上而形成的,它最后呈現(xiàn)在電源輸入線(xiàn)上成為差模電流。
通過(guò)增加輸入電容可以降低差模電流,但更有效的做法是在輸入線(xiàn)上加入一個(gè)小型的LC濾波器,如圖17右側(cè)所示的那樣。
圖17:輸入濾波器
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沒(méi)有輸入濾波器 | 添加10μF 1206 MLCC + 2A 0603磁珠(BLM18PG121SN1)作為濾波器 | 添加10μF 1206 MLCC + 1μH 1.5A 電感(LQH3NPN1R0)作為濾波器 |
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圖?
正如從圖中看到的那樣,添加磁珠 + 電容構(gòu)成的濾波器可濾除除800kHz基波以外的所有高頻成分,添加1μH電感 + 電容構(gòu)成的濾波器可消除包含基波在內(nèi)的所有差模噪聲。
在輸出線(xiàn)上濾波?
當(dāng)對(duì)輸出端的差模信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí),我們能看到的高頻成分會(huì)比較少,這是因?yàn)檩敵鲭娏魇沁B續(xù)的,電流變化率不高。然而,我們?nèi)阅茉谄渲锌吹礁哌_(dá)30MHz左右頻率的低頻噪聲,這是由于轉(zhuǎn)換器中電感上的電流紋波經(jīng)過(guò)輸出電容傳遞到了輸出端成為輸出端上的差模電流,畢竟這些電容也含有ESR和ESL嘛。通過(guò)在輸出端添加額外的LC濾波器可以將大部分的差模信號(hào)濾除掉,這種濾波器可由磁珠和MLCC電容構(gòu)成,其方法如圖19所示。
圖:輸出端的濾波處理
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測(cè)量3.3V輸出端差模信號(hào)的方法 | 沒(méi)有濾波器時(shí)的輸出 | 使用輸出濾波器(22μF 1206 MLCC + 0603 4A磁珠 BLM18SG700TN1)之后的結(jié)果 |
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圖?
經(jīng)常發(fā)生的一件事情是某些電感的漏磁會(huì)耦合到輸出端的回路上,這也會(huì)造成輸出端差模電流的出現(xiàn)。
屏蔽電感的漏磁會(huì)比較低,其磁場(chǎng)信號(hào)不容易進(jìn)入輸出回路,但沒(méi)有屏蔽或是半屏蔽的電感就完全不一樣了。一旦遇到這樣的狀況,輸出回路的面積就必須最小化以使其不容易將電感的漏磁耦合進(jìn)去。
通過(guò)在自舉電路中串聯(lián)電阻和使用RC緩沖抑制電路消減振鈴信號(hào)?
在此實(shí)驗(yàn)中,我們使用雙面PCB,輸入電容的放置位置如上面的實(shí)驗(yàn)2一樣,這樣的配置可以在輸入回路中引入比較明顯的輻射。
圖?
為了作為參照,首先在沒(méi)有Rboot和RC緩沖抑制電路的情況下對(duì)輸入線(xiàn)上的共模電流進(jìn)行測(cè)試。
開(kāi)關(guān)切換波形顯示出5V的過(guò)沖,過(guò)沖信號(hào)的振蕩頻率為238MHz;輸入線(xiàn)上的共模電流顯示出明顯的高頻噪聲。參考圖20。
圖:測(cè)量開(kāi)關(guān)切換波形和共模電流作為參照
RT7297C使用了相對(duì)比較小的上橋MOSFET (110m?),因而通過(guò)給自舉電路串聯(lián)小電阻的方法帶來(lái)的影響也很小。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),即使將Rboot加到20Ω也不能看到很明顯的波形改變,下圖21所示的示波器圖形將電阻為0Ω時(shí)的波形(灰色)和添加了33Ω串聯(lián)電阻時(shí)的波形進(jìn)行了對(duì)比,可以看出過(guò)沖信號(hào)幅度降到了3V。這種改變對(duì)共模電流的影響也很小,在這種簡(jiǎn)易的測(cè)量中幾乎看不出來(lái)。
圖:增加33Ω Rboot前后的振鈴信號(hào)對(duì)比
為了確定RC緩沖抑制電路的值,我們使用在第5章描述過(guò)的方法。
振鈴信號(hào)的原始頻率fRING = 238MHz,添加220pF電容后,fRING變成114MHz,所以CP = 220pF/3 = 73pF。
LP可由公式算得,其結(jié)果為L(zhǎng)P = 6.1nH。
RS可由公式進(jìn)行計(jì)算。我們選擇ξ = 0.5,于是RS = 9.1Ω,我們選擇其為8.2Ω。
CS應(yīng)為4xCP,所以是330pF。
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沒(méi)有RC緩沖抑制電路的波形 | 加入RC緩沖抑制電路后的波形 | 加入RC緩沖抑制電路后的共模電流 |
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圖:RC緩沖抑制電路對(duì)開(kāi)關(guān)切換波形和共模電流的影響
增加RC緩沖抑制電路在高頻段可對(duì)共模電流帶來(lái)下降5dB的影響。
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上升沿干凈無(wú)振鈴 | 下降沿沒(méi)有什么改變 |
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圖23:同時(shí)使用8.2Ω & 330P RC平滑抑制電路和 33Ω Rboot 電阻對(duì)開(kāi)關(guān)切換波形的影響
圖24:使用RC平滑抑制電路和RBOOT電阻對(duì)效率的影響
由上圖可見(jiàn),Rboot對(duì)效率的影響比較小,但在負(fù)載很重的時(shí)候其影響會(huì)加大。
RC平滑抑制電路對(duì)效率的影響會(huì)比較大,特別是在輕載和中等負(fù)載的情況下,但最大也就1~2%,處于可以接受的范圍。需要特別注意的是,當(dāng)Buck轉(zhuǎn)換器的工作頻率很高和輸入電壓很高的時(shí)候,RC平滑抑制電路對(duì)效率的影響會(huì)很大。
BUCK轉(zhuǎn)換器PCB布局設(shè)計(jì)要點(diǎn)
做好Buck轉(zhuǎn)換器PCB布局設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是在一開(kāi)始就要計(jì)劃好關(guān)鍵元件的放置位置。
1. 在噪聲敏感的應(yīng)用中,最好是選擇小型封裝的、電感很低的晶圓倒裝芯片。
圖25:不同封裝將給出不同的輸入回路面積和寄生電感
2. 確定開(kāi)關(guān)切換回路的VIN和GND節(jié)點(diǎn)位置,將不同尺寸的輸入電容盡可能靠近這些節(jié)點(diǎn),最小的電容靠節(jié)點(diǎn)的位置要最近。由于這個(gè)切換回路承載了很高的電流變化率dI/dt,因而需要盡可能地小。
圖26:不同輸入電容放置位置的布局樣板
3. 將輸出電容地放在不與輸入電容切換路徑發(fā)生重疊的地方,避免高頻噪聲串入輸出電壓中。
圖 27
4. 開(kāi)關(guān)切換節(jié)點(diǎn)和BOOT引腳含有很高的電壓變化率dV/dt,可導(dǎo)致嚴(yán)重的電場(chǎng)輻射,因而其銅箔面積應(yīng)當(dāng)保持最小化,還要避開(kāi)其它敏感電路。
5. 轉(zhuǎn)換器的小信號(hào)部分應(yīng)當(dāng)與大功率的開(kāi)關(guān)切換部分分開(kāi),其地線(xiàn)應(yīng)當(dāng)位于干凈無(wú)噪聲的地方,千萬(wàn)不要將輸入端的電流信號(hào)和輸出端的紋波電流引入其中。
圖28
6. 不要在關(guān)鍵回路上使用熱阻焊盤(pán),它們會(huì)引入多余的電感特性。
7. 當(dāng)使用地線(xiàn)層的時(shí)候,要盡力保持輸入切換回路下面的地層的完整性。任何對(duì)這一區(qū)域地線(xiàn)層的切割都會(huì)降低地線(xiàn)層的有效性,即使是通過(guò)地線(xiàn)層的信號(hào)導(dǎo)通孔也會(huì)增加其阻抗。
8. 導(dǎo)通孔可以被用于連接退藕電容和IC的地到地線(xiàn)層上,這可使回路最短化。但需要牢記的是導(dǎo)通孔的電感量大約在0.1~0.5nH之間,這會(huì)根據(jù)導(dǎo)通孔厚度和長(zhǎng)度的不同而不同,它們可增加總的回路電感量。對(duì)于低阻抗的連接來(lái)說(shuō),使用多個(gè)導(dǎo)通孔是應(yīng)該的。
圖29
在上面的例子中,通到地線(xiàn)層的附加導(dǎo)通孔對(duì)縮減CIN回路的長(zhǎng)度沒(méi)有幫助。但在另一個(gè)例子中,由于頂層的路徑很長(zhǎng),通過(guò)導(dǎo)通孔來(lái)縮小回路面積就十分有效。
9. 需要注意的是將地線(xiàn)層作為電流回流的路徑會(huì)將大量噪聲引入地線(xiàn)層,為此可將局部地線(xiàn)層獨(dú)立出來(lái),再通過(guò)一個(gè)噪聲很低的點(diǎn)接入主地當(dāng)中。
10. 當(dāng)?shù)鼐€(xiàn)層很靠近輻射回路的時(shí)候,其對(duì)回路的屏蔽效果會(huì)得到有效的加強(qiáng)。因此,在設(shè)計(jì)局多層PCB的時(shí)候,可將完整的地線(xiàn)層放在第二層,使其直接位于承載了大電流的頂層的下面。
11. 非屏蔽電感會(huì)生成大量的漏磁,它們會(huì)進(jìn)入其他回路和濾波元件之中。在噪聲敏感的應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)使用半屏蔽或全屏蔽的電感,還要讓敏感電路和回路遠(yuǎn)離電感。
你可以自制的簡(jiǎn)易EMI問(wèn)題探測(cè)工具
測(cè)量電磁兼容性問(wèn)題通常意味著你得拿著自己的產(chǎn)品原型跑到電磁兼容實(shí)驗(yàn)室去進(jìn)行測(cè)試,那里通常有3m的無(wú)回聲房間,還備有特別的使用天線(xiàn)和接收機(jī)的測(cè)量設(shè)備,測(cè)量的數(shù)據(jù)可顯示出整個(gè)系統(tǒng)的最后結(jié)果,但在這樣的地方并不總是能夠容易地找到造成特定輻射問(wèn)題的根本原因。
其實(shí)我們是有可能在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下對(duì)產(chǎn)品原型進(jìn)行一些基本的EMI測(cè)試的,還可對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊分別進(jìn)行。這樣的測(cè)試通常屬于近場(chǎng)環(huán)境(測(cè)量距離 < 0.16λ),因而在測(cè)試電流回路的輻射狀況時(shí)需要使用小型的環(huán)形天線(xiàn)來(lái)對(duì)高頻磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。你可以使用一段50Ω的同軸電纜自己制作小型的擁有電屏蔽的環(huán)形天線(xiàn),這看起來(lái)并不是一件很難的事情,可參考圖30的示意進(jìn)行。
圖30:環(huán)型天線(xiàn)的做法
這種環(huán)形天線(xiàn)可以被連接到頻譜分析儀上,當(dāng)你使它在PCB上方移動(dòng)時(shí),你就可以看到哪里會(huì)有比較強(qiáng)的高頻磁場(chǎng)。你也可以把它連接到一臺(tái)示波器上(使用50Ω的端子),示波器上就可以顯示出相應(yīng)區(qū)域的切換噪聲水平。保持天線(xiàn)環(huán)和板子之間的相對(duì)位置和距離不變,對(duì)電路、PCB上的回路做出某些改變,你就可以知道噪聲水平在增加或是減少。
由于電源線(xiàn)的輻射對(duì)EMI水平的影響很大,你也可以測(cè)量這些線(xiàn)上的高頻電流。不是所有的電流探頭都有足夠的帶寬可以凸顯EMI問(wèn)題,這可通過(guò)將幾匝線(xiàn)圈穿過(guò)一個(gè)EMI鐵芯以形成一個(gè)高頻電流變壓器的方法來(lái)解決。其做法與環(huán)型天線(xiàn)的做法差不多,但需要將環(huán)形線(xiàn)圈3次穿過(guò)鐵芯。參見(jiàn)圖31。
圖31:高頻電流探頭的做法
現(xiàn)在將電纜穿過(guò)鐵芯就可以對(duì)其中的高頻電流進(jìn)行測(cè)量了,電流變壓器的輸出可以接入頻譜儀或是示波器(使用50Ω端口)。
為了將測(cè)試工具和測(cè)試對(duì)象隔離開(kāi),最好是在電纜上加一個(gè)共模線(xiàn)圈,這可通過(guò)將引入分析裝置的電纜多次穿過(guò)一個(gè)扣合式的EMI鐵芯來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖32
將電源線(xiàn)的正、負(fù)兩條線(xiàn)以同一個(gè)方向穿過(guò)鐵芯可測(cè)量其中的共模電流,顛倒其中一條線(xiàn)的方向則可測(cè)量差模電流。參見(jiàn)圖32。
另外一種手持式的工具是電流探測(cè)器,這是一種使用開(kāi)放式鐵芯的小型化電流變壓器,參見(jiàn)圖33。這種工具可用于測(cè)量銅箔路徑或元件引腳上的高頻電流。
圖33:電流探測(cè)器的做法
這個(gè)工具在制作上會(huì)有一定的難度,你可以用一個(gè)有兩個(gè)孔的鐵氧體磁珠經(jīng)過(guò)打磨以后得到開(kāi)放式的鐵芯,再加上4~5匝線(xiàn)圈,然后再將其連接到同軸電纜即可。最好是將此鐵芯放在帶有開(kāi)口的屏蔽罩里。當(dāng)使用此工具的時(shí)候,你應(yīng)當(dāng)知道它也會(huì)撿拾到一些電場(chǎng)信號(hào)。為了分辨你測(cè)得的結(jié)果是來(lái)自于磁場(chǎng)還是電場(chǎng),你可以在路徑的上方將工具轉(zhuǎn)動(dòng)90°。如果測(cè)量的結(jié)果來(lái)自于磁場(chǎng),其結(jié)果就會(huì)變?yōu)?。如果信號(hào)來(lái)自于電場(chǎng),其結(jié)果就不會(huì)有什么改變。
圖34:電流探測(cè)器的使用
電流探測(cè)器可讓你知道變化中的高頻電流在板上和元件上是如何流動(dòng)的,甚至可以顯示出電流在銅箔上是如何流動(dòng)的:你將發(fā)現(xiàn)高頻電流在銅箔上總是從最短的路徑上經(jīng)過(guò)。實(shí)際上,即使是地線(xiàn)層上的渦流也可以被測(cè)量出來(lái)。
本文中的所有測(cè)試都是使用這里描述的工具進(jìn)行的。
總結(jié)
解決EMI問(wèn)題可能是一件很復(fù)雜的事情,尤其是在面對(duì)完整的系統(tǒng),同時(shí)又不知道輻射源所在的時(shí)候。有了關(guān)于高頻信號(hào)和開(kāi)關(guān)切換式轉(zhuǎn)換器中的電流回路的基礎(chǔ)知識(shí),再加上對(duì)元器件和PCB布局在高頻情況下的表現(xiàn)的了解,結(jié)合某些簡(jiǎn)單自制工具的使用,要想找出輻射源和降低輻射的低成本解決方案,從而輕松的解決EMI問(wèn)題是有可能的。
Buck轉(zhuǎn)換器中的主要輻射源是轉(zhuǎn)換器的輸入切換回路,它是我們考慮問(wèn)題的重點(diǎn)。采用不同封裝的開(kāi)關(guān)切換式轉(zhuǎn)換器在獲得最佳元件布局方案以得到EMI輻射最低的解決方案方面有可能扮演非常重要的角色。
降低轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)切換速度可對(duì)降低EMI有幫助,但這通常不是最優(yōu)的選擇。通過(guò)地線(xiàn)層進(jìn)行屏蔽是一種很有效的做法,它們應(yīng)該盡可能地長(zhǎng)大、完整,還要盡可能靠近有輻射的環(huán)路。對(duì)輸入和輸出線(xiàn)進(jìn)行濾波可以很有效地降低傳導(dǎo)輻射水平。
審核編輯:黃飛
評(píng)論